Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jmorris...
[linux-3.10.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
148         int position;
149         /* scan generation, increased every round-trip */
150         unsigned int generation;
151 };
152
153 /*
154  * per-zone information in memory controller.
155  */
156 struct mem_cgroup_per_zone {
157         struct lruvec           lruvec;
158         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
159
160         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
161
162         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
163         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
164                                                 /* the soft limit is exceeded*/
165         bool                    on_tree;
166         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
167                                                 /* use container_of        */
168 };
169
170 struct mem_cgroup_per_node {
171         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
172 };
173
174 struct mem_cgroup_lru_info {
175         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         union {
252                 /*
253                  * the counter to account for mem+swap usage.
254                  */
255                 struct res_counter memsw;
256
257                 /*
258                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
259                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
260                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
261                  * in a union with the res field, but res plays a much
262                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
263                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
264                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
265                  */
266                 struct rcu_head rcu_freeing;
267                 /*
268                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
269                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
270                  */
271                 struct work_struct work_freeing;
272         };
273
274         /*
275          * the counter to account for kernel memory usage.
276          */
277         struct res_counter kmem;
278         /*
279          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
280          * per zone LRU lists.
281          */
282         struct mem_cgroup_lru_info info;
283         int last_scanned_node;
284 #if MAX_NUMNODES > 1
285         nodemask_t      scan_nodes;
286         atomic_t        numainfo_events;
287         atomic_t        numainfo_updating;
288 #endif
289         /*
290          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
291          */
292         bool use_hierarchy;
293         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
294
295         bool            oom_lock;
296         atomic_t        under_oom;
297
298         atomic_t        refcnt;
299
300         int     swappiness;
301         /* OOM-Killer disable */
302         int             oom_kill_disable;
303
304         /* set when res.limit == memsw.limit */
305         bool            memsw_is_minimum;
306
307         /* protect arrays of thresholds */
308         struct mutex thresholds_lock;
309
310         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
311         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
312
313         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
314         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
315
316         /* For oom notifier event fd */
317         struct list_head oom_notify;
318
319         /*
320          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
321          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
322          */
323         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
324         /*
325          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
326          */
327         atomic_t        moving_account;
328         /* taken only while moving_account > 0 */
329         spinlock_t      move_lock;
330         /*
331          * percpu counter.
332          */
333         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
334         /*
335          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
336          * See mem_cgroup_read_stat().
337          */
338         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
339         spinlock_t pcp_counter_lock;
340
341 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
342         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
343 #endif
344 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
345         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
346         struct list_head memcg_slab_caches;
347         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
348         struct mutex slab_caches_mutex;
349         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
350         int kmemcg_id;
351 #endif
352 };
353
354 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
355 enum {
356         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
357         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
358         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
359 };
360
361 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
362 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
363                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
364
365 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
366 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
369 }
370
371 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
372 {
373         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
374 }
375
376 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
379 }
380
381 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
382 {
383         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
384 }
385
386 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
387 {
388         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
389                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
390 }
391
392 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
393 {
394         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
395                                   &memcg->kmem_account_flags);
396 }
397 #endif
398
399 /* Stuffs for move charges at task migration. */
400 /*
401  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
402  * left-shifted bitmap of these types.
403  */
404 enum move_type {
405         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
406         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
407         NR_MOVE_TYPE,
408 };
409
410 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
411 static struct move_charge_struct {
412         spinlock_t        lock; /* for from, to */
413         struct mem_cgroup *from;
414         struct mem_cgroup *to;
415         unsigned long precharge;
416         unsigned long moved_charge;
417         unsigned long moved_swap;
418         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
419         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
420 } mc = {
421         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
422         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
423 };
424
425 static bool move_anon(void)
426 {
427         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
428                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
429 }
430
431 static bool move_file(void)
432 {
433         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
434                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
435 }
436
437 /*
438  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
439  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
440  */
441 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
442 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
443
444 enum charge_type {
445         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
446         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
447         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
448         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
449         NR_CHARGE_TYPE,
450 };
451
452 /* for encoding cft->private value on file */
453 enum res_type {
454         _MEM,
455         _MEMSWAP,
456         _OOM_TYPE,
457         _KMEM,
458 };
459
460 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
461 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
462 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
463 /* Used for OOM nofiier */
464 #define OOM_CONTROL             (0)
465
466 /*
467  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
468  */
469 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
470 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
471 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
472 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
473
474 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
475 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
476
477 static inline
478 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
479 {
480         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
481 }
482
483 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
484 {
485         return (memcg == root_mem_cgroup);
486 }
487
488 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
489 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
490
491 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
492 {
493         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
494                 struct mem_cgroup *memcg;
495                 struct cg_proto *cg_proto;
496
497                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
498
499                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
500                  * filled. It won't however, necessarily happen from
501                  * process context. So the test for root memcg given
502                  * the current task's memcg won't help us in this case.
503                  *
504                  * Respecting the original socket's memcg is a better
505                  * decision in this case.
506                  */
507                 if (sk->sk_cgrp) {
508                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
509                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
510                         return;
511                 }
512
513                 rcu_read_lock();
514                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
515                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
516                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
517                         mem_cgroup_get(memcg);
518                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
519                 }
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
524
525 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
526 {
527         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
528                 struct mem_cgroup *memcg;
529                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
530                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
531                 mem_cgroup_put(memcg);
532         }
533 }
534
535 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
536 {
537         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
538                 return NULL;
539
540         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
543
544 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
545 {
546         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
547                 return;
548         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
549 }
550 #else
551 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
552 {
553 }
554 #endif
555
556 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
557 /*
558  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
559  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
560  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
561  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
562  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
563  *     200 entry array for that.
564  *
565  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
566  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
567  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
568  *     core for this
569  *
570  * The current size of the caches array is stored in
571  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
572  * increase it.
573  */
574 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
575 int memcg_limited_groups_array_size;
576
577 /*
578  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
579  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
580  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
581  * tunable, but that is strictly not necessary.
582  *
583  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
584  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
585  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
586  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
587  * increase ours as well if it increases.
588  */
589 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
590 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
591
592 /*
593  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
594  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
595  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
596  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
597  */
598 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
599 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
600
601 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
604                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
605                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
606         }
607         /*
608          * This check can't live in kmem destruction function,
609          * since the charges will outlive the cgroup
610          */
611         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
612 }
613 #else
614 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
615 {
616 }
617 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
618
619 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
620 {
621         disarm_sock_keys(memcg);
622         disarm_kmem_keys(memcg);
623 }
624
625 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
626
627 static struct mem_cgroup_per_zone *
628 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
629 {
630         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
631 }
632
633 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
634 {
635         return &memcg->css;
636 }
637
638 static struct mem_cgroup_per_zone *
639 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
640 {
641         int nid = page_to_nid(page);
642         int zid = page_zonenum(page);
643
644         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
645 }
646
647 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
648 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
649 {
650         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
651 }
652
653 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
654 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
655 {
656         int nid = page_to_nid(page);
657         int zid = page_zonenum(page);
658
659         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
660 }
661
662 static void
663 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
664                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
665                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
666                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
667 {
668         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
669         struct rb_node *parent = NULL;
670         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
671
672         if (mz->on_tree)
673                 return;
674
675         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
676         if (!mz->usage_in_excess)
677                 return;
678         while (*p) {
679                 parent = *p;
680                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
681                                         tree_node);
682                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
683                         p = &(*p)->rb_left;
684                 /*
685                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
686                  * limit by the same amount
687                  */
688                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
689                         p = &(*p)->rb_right;
690         }
691         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
692         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
693         mz->on_tree = true;
694 }
695
696 static void
697 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
698                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
699                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
700 {
701         if (!mz->on_tree)
702                 return;
703         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
704         mz->on_tree = false;
705 }
706
707 static void
708 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
709                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
710                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
711 {
712         spin_lock(&mctz->lock);
713         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
714         spin_unlock(&mctz->lock);
715 }
716
717
718 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
719 {
720         unsigned long long excess;
721         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
722         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
723         int nid = page_to_nid(page);
724         int zid = page_zonenum(page);
725         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
726
727         /*
728          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
729          * because their event counter is not touched.
730          */
731         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
732                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
733                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
734                 /*
735                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
736                  * mem is over its softlimit.
737                  */
738                 if (excess || mz->on_tree) {
739                         spin_lock(&mctz->lock);
740                         /* if on-tree, remove it */
741                         if (mz->on_tree)
742                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
743                         /*
744                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
745                          * If excess is 0, no tree ops.
746                          */
747                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
748                         spin_unlock(&mctz->lock);
749                 }
750         }
751 }
752
753 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
754 {
755         int node, zone;
756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
757         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
758
759         for_each_node(node) {
760                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
761                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
762                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
763                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
764                 }
765         }
766 }
767
768 static struct mem_cgroup_per_zone *
769 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
770 {
771         struct rb_node *rightmost = NULL;
772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
773
774 retry:
775         mz = NULL;
776         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
777         if (!rightmost)
778                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
779
780         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
781         /*
782          * Remove the node now but someone else can add it back,
783          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
784          * position in the tree.
785          */
786         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
787         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
788                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
789                 goto retry;
790 done:
791         return mz;
792 }
793
794 static struct mem_cgroup_per_zone *
795 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
796 {
797         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
798
799         spin_lock(&mctz->lock);
800         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
801         spin_unlock(&mctz->lock);
802         return mz;
803 }
804
805 /*
806  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
807  *
808  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
809  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
810  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
811  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
812  *
813  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
814  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
815  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
816  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
817  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
818  *
819  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
820  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
821  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
822  * implemented.
823  */
824 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
825                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
826 {
827         long val = 0;
828         int cpu;
829
830         get_online_cpus();
831         for_each_online_cpu(cpu)
832                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
833 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
834         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
835         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
836         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
837 #endif
838         put_online_cpus();
839         return val;
840 }
841
842 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
843                                          bool charge)
844 {
845         int val = (charge) ? 1 : -1;
846         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
847 }
848
849 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
850                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
851 {
852         unsigned long val = 0;
853         int cpu;
854
855         for_each_online_cpu(cpu)
856                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
857 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
858         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
859         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
860         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
861 #endif
862         return val;
863 }
864
865 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
866                                          bool anon, int nr_pages)
867 {
868         preempt_disable();
869
870         /*
871          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
872          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
873          */
874         if (anon)
875                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
876                                 nr_pages);
877         else
878                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
879                                 nr_pages);
880
881         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
882         if (nr_pages > 0)
883                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
884         else {
885                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
886                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
887         }
888
889         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
890
891         preempt_enable();
892 }
893
894 unsigned long
895 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
896 {
897         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
898
899         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
900         return mz->lru_size[lru];
901 }
902
903 static unsigned long
904 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
905                         unsigned int lru_mask)
906 {
907         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
908         enum lru_list lru;
909         unsigned long ret = 0;
910
911         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
912
913         for_each_lru(lru) {
914                 if (BIT(lru) & lru_mask)
915                         ret += mz->lru_size[lru];
916         }
917         return ret;
918 }
919
920 static unsigned long
921 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
922                         int nid, unsigned int lru_mask)
923 {
924         u64 total = 0;
925         int zid;
926
927         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
928                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
929                                                 nid, zid, lru_mask);
930
931         return total;
932 }
933
934 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
935                         unsigned int lru_mask)
936 {
937         int nid;
938         u64 total = 0;
939
940         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
941                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
942         return total;
943 }
944
945 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
946                                        enum mem_cgroup_events_target target)
947 {
948         unsigned long val, next;
949
950         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
951         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
952         /* from time_after() in jiffies.h */
953         if ((long)next - (long)val < 0) {
954                 switch (target) {
955                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
956                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
957                         break;
958                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
959                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
960                         break;
961                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
962                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
963                         break;
964                 default:
965                         break;
966                 }
967                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
968                 return true;
969         }
970         return false;
971 }
972
973 /*
974  * Check events in order.
975  *
976  */
977 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
978 {
979         preempt_disable();
980         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
981         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
982                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
983                 bool do_softlimit;
984                 bool do_numainfo __maybe_unused;
985
986                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
987                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
988 #if MAX_NUMNODES > 1
989                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
991 #endif
992                 preempt_enable();
993
994                 mem_cgroup_threshold(memcg);
995                 if (unlikely(do_softlimit))
996                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
997 #if MAX_NUMNODES > 1
998                 if (unlikely(do_numainfo))
999                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1000 #endif
1001         } else
1002                 preempt_enable();
1003 }
1004
1005 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1006 {
1007         return mem_cgroup_from_css(
1008                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1009 }
1010
1011 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1012 {
1013         /*
1014          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1015          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1016          * So this can be called with p == NULL.
1017          */
1018         if (unlikely(!p))
1019                 return NULL;
1020
1021         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1022 }
1023
1024 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1025 {
1026         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1027
1028         if (!mm)
1029                 return NULL;
1030         /*
1031          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1032          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1033          * pessimistic (rather than adding locks here).
1034          */
1035         rcu_read_lock();
1036         do {
1037                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1038                 if (unlikely(!memcg))
1039                         break;
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1047  * @root: hierarchy root
1048  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1049  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1050  *
1051  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1052  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1053  *
1054  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1055  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1056  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1057  *
1058  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1059  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1060  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1061  */
1062 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1063                                    struct mem_cgroup *prev,
1064                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1065 {
1066         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1067         int id = 0;
1068
1069         if (mem_cgroup_disabled())
1070                 return NULL;
1071
1072         if (!root)
1073                 root = root_mem_cgroup;
1074
1075         if (prev && !reclaim)
1076                 id = css_id(&prev->css);
1077
1078         if (prev && prev != root)
1079                 css_put(&prev->css);
1080
1081         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1082                 if (prev)
1083                         return NULL;
1084                 return root;
1085         }
1086
1087         while (!memcg) {
1088                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1089                 struct cgroup_subsys_state *css;
1090
1091                 if (reclaim) {
1092                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1093                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1094                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1095
1096                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1097                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1098                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1099                                 return NULL;
1100                         id = iter->position;
1101                 }
1102
1103                 rcu_read_lock();
1104                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1105                 if (css) {
1106                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1107                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1108                 } else
1109                         id = 0;
1110                 rcu_read_unlock();
1111
1112                 if (reclaim) {
1113                         iter->position = id;
1114                         if (!css)
1115                                 iter->generation++;
1116                         else if (!prev && memcg)
1117                                 reclaim->generation = iter->generation;
1118                 }
1119
1120                 if (prev && !css)
1121                         return NULL;
1122         }
1123         return memcg;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1128  * @root: hierarchy root
1129  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1130  */
1131 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1132                            struct mem_cgroup *prev)
1133 {
1134         if (!root)
1135                 root = root_mem_cgroup;
1136         if (prev && prev != root)
1137                 css_put(&prev->css);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1142  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1143  * be used for reference counting.
1144  */
1145 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1146         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1147              iter != NULL;                              \
1148              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1149
1150 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1151         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1152              iter != NULL;                              \
1153              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1154
1155 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1156 {
1157         struct mem_cgroup *memcg;
1158
1159         rcu_read_lock();
1160         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1161         if (unlikely(!memcg))
1162                 goto out;
1163
1164         switch (idx) {
1165         case PGFAULT:
1166                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1167                 break;
1168         case PGMAJFAULT:
1169                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1170                 break;
1171         default:
1172                 BUG();
1173         }
1174 out:
1175         rcu_read_unlock();
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1181  * @zone: zone of the wanted lruvec
1182  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1183  *
1184  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1185  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1186  * is disabled.
1187  */
1188 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1189                                       struct mem_cgroup *memcg)
1190 {
1191         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1192         struct lruvec *lruvec;
1193
1194         if (mem_cgroup_disabled()) {
1195                 lruvec = &zone->lruvec;
1196                 goto out;
1197         }
1198
1199         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1200         lruvec = &mz->lruvec;
1201 out:
1202         /*
1203          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1204          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1205          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1206          */
1207         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1208                 lruvec->zone = zone;
1209         return lruvec;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1214  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1215  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1216  *
1217  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1218  * 1. charge
1219  * 2. moving account
1220  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1221  * It is added to LRU before charge.
1222  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1223  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1224  */
1225
1226 /**
1227  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1228  * @page: the page
1229  * @zone: zone of the page
1230  */
1231 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1232 {
1233         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1234         struct mem_cgroup *memcg;
1235         struct page_cgroup *pc;
1236         struct lruvec *lruvec;
1237
1238         if (mem_cgroup_disabled()) {
1239                 lruvec = &zone->lruvec;
1240                 goto out;
1241         }
1242
1243         pc = lookup_page_cgroup(page);
1244         memcg = pc->mem_cgroup;
1245
1246         /*
1247          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1248          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1249          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1250          *
1251          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1252          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1253          * of pc->mem_cgroup safe.
1254          */
1255         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1256                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1257
1258         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1259         lruvec = &mz->lruvec;
1260 out:
1261         /*
1262          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1263          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1264          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1265          */
1266         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1267                 lruvec->zone = zone;
1268         return lruvec;
1269 }
1270
1271 /**
1272  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1273  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1274  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1275  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1276  *
1277  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1278  * lru list.
1279  */
1280 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1281                                 int nr_pages)
1282 {
1283         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1284         unsigned long *lru_size;
1285
1286         if (mem_cgroup_disabled())
1287                 return;
1288
1289         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1290         lru_size = mz->lru_size + lru;
1291         *lru_size += nr_pages;
1292         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1297  * hierarchy subtree
1298  */
1299 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1300                                   struct mem_cgroup *memcg)
1301 {
1302         if (root_memcg == memcg)
1303                 return true;
1304         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1305                 return false;
1306         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1307 }
1308
1309 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1310                                        struct mem_cgroup *memcg)
1311 {
1312         bool ret;
1313
1314         rcu_read_lock();
1315         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1316         rcu_read_unlock();
1317         return ret;
1318 }
1319
1320 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         int ret;
1323         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1324         struct task_struct *p;
1325
1326         p = find_lock_task_mm(task);
1327         if (p) {
1328                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1329                 task_unlock(p);
1330         } else {
1331                 /*
1332                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1333                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1334                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1335                  */
1336                 task_lock(task);
1337                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1338                 if (curr)
1339                         css_get(&curr->css);
1340                 task_unlock(task);
1341         }
1342         if (!curr)
1343                 return 0;
1344         /*
1345          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1346          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1347          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1348          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1349          */
1350         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1351         css_put(&curr->css);
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1356 {
1357         unsigned long inactive_ratio;
1358         unsigned long inactive;
1359         unsigned long active;
1360         unsigned long gb;
1361
1362         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1363         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1364
1365         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1366         if (gb)
1367                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1368         else
1369                 inactive_ratio = 1;
1370
1371         return inactive * inactive_ratio < active;
1372 }
1373
1374 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1375 {
1376         unsigned long active;
1377         unsigned long inactive;
1378
1379         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1380         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1381
1382         return (active > inactive);
1383 }
1384
1385 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1386         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1387
1388 /**
1389  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1390  * @memcg: the memory cgroup
1391  *
1392  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1393  * pages.
1394  */
1395 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1396 {
1397         unsigned long long margin;
1398
1399         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1400         if (do_swap_account)
1401                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1402         return margin >> PAGE_SHIFT;
1403 }
1404
1405 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1406 {
1407         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1408
1409         /* root ? */
1410         if (cgrp->parent == NULL)
1411                 return vm_swappiness;
1412
1413         return memcg->swappiness;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1418  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1419  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1420  * rcu_read_lock(), like this:
1421  *
1422  *         CPU-A                                    CPU-B
1423  *                                              rcu_read_lock()
1424  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1425  *                                                   take heavy locks.
1426  *         synchronize_rcu()                    update something.
1427  *                                              rcu_read_unlock()
1428  *         start move here.
1429  */
1430
1431 /* for quick checking without looking up memcg */
1432 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1433
1434 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         atomic_inc(&memcg_moving);
1437         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1438         synchronize_rcu();
1439 }
1440
1441 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1442 {
1443         /*
1444          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1445          * We check NULL in callee rather than caller.
1446          */
1447         if (memcg) {
1448                 atomic_dec(&memcg_moving);
1449                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1450         }
1451 }
1452
1453 /*
1454  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1455  *
1456  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1457  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1458  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1459  *
1460  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1461  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1462  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1463  */
1464
1465 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1466 {
1467         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1468         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1469 }
1470
1471 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         struct mem_cgroup *from;
1474         struct mem_cgroup *to;
1475         bool ret = false;
1476         /*
1477          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1478          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1479          */
1480         spin_lock(&mc.lock);
1481         from = mc.from;
1482         to = mc.to;
1483         if (!from)
1484                 goto unlock;
1485
1486         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1487                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1488 unlock:
1489         spin_unlock(&mc.lock);
1490         return ret;
1491 }
1492
1493 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1494 {
1495         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1496                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1497                         DEFINE_WAIT(wait);
1498                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1499                         /* moving charge context might have finished. */
1500                         if (mc.moving_task)
1501                                 schedule();
1502                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1503                         return true;
1504                 }
1505         }
1506         return false;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Take this lock when
1511  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1512  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1513  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1514  */
1515 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1516                                   unsigned long *flags)
1517 {
1518         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1519 }
1520
1521 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1522                                 unsigned long *flags)
1523 {
1524         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1525 }
1526
1527 /**
1528  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1529  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1530  * @p: Task that is going to be killed
1531  *
1532  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1533  * enabled
1534  */
1535 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1536 {
1537         struct cgroup *task_cgrp;
1538         struct cgroup *mem_cgrp;
1539         /*
1540          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1541          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1542          * If this assumption is broken, revisit this code.
1543          */
1544         static char memcg_name[PATH_MAX];
1545         int ret;
1546
1547         if (!memcg || !p)
1548                 return;
1549
1550         rcu_read_lock();
1551
1552         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1553         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1554
1555         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1556         if (ret < 0) {
1557                 /*
1558                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1559                  * But we'll still print out the usage information
1560                  */
1561                 rcu_read_unlock();
1562                 goto done;
1563         }
1564         rcu_read_unlock();
1565
1566         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1567
1568         rcu_read_lock();
1569         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1570         if (ret < 0) {
1571                 rcu_read_unlock();
1572                 goto done;
1573         }
1574         rcu_read_unlock();
1575
1576         /*
1577          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1578          */
1579         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1580 done:
1581
1582         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1583                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1584                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1585                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1586         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1587                 "failcnt %llu\n",
1588                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1589                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1590                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1591         printk(KERN_INFO "kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1592                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1593                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1594                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1595 }
1596
1597 /*
1598  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1599  * 1(self count) if no children.
1600  */
1601 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         int num = 0;
1604         struct mem_cgroup *iter;
1605
1606         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1607                 num++;
1608         return num;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1613  */
1614 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         u64 limit;
1617
1618         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1619
1620         /*
1621          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1622          */
1623         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1624                 u64 memsw;
1625
1626                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1627                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1628
1629                 /*
1630                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1631                  * available to this memcg, return that limit.
1632                  */
1633                 limit = min(limit, memsw);
1634         }
1635
1636         return limit;
1637 }
1638
1639 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1640                                      int order)
1641 {
1642         struct mem_cgroup *iter;
1643         unsigned long chosen_points = 0;
1644         unsigned long totalpages;
1645         unsigned int points = 0;
1646         struct task_struct *chosen = NULL;
1647
1648         /*
1649          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1650          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1651          * its memory.
1652          */
1653         if (fatal_signal_pending(current)) {
1654                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1655                 return;
1656         }
1657
1658         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1659         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1660         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1661                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1662                 struct cgroup_iter it;
1663                 struct task_struct *task;
1664
1665                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1666                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1667                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1668                                                         false)) {
1669                         case OOM_SCAN_SELECT:
1670                                 if (chosen)
1671                                         put_task_struct(chosen);
1672                                 chosen = task;
1673                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1674                                 get_task_struct(chosen);
1675                                 /* fall through */
1676                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1677                                 continue;
1678                         case OOM_SCAN_ABORT:
1679                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1680                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1681                                 if (chosen)
1682                                         put_task_struct(chosen);
1683                                 return;
1684                         case OOM_SCAN_OK:
1685                                 break;
1686                         };
1687                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1688                         if (points > chosen_points) {
1689                                 if (chosen)
1690                                         put_task_struct(chosen);
1691                                 chosen = task;
1692                                 chosen_points = points;
1693                                 get_task_struct(chosen);
1694                         }
1695                 }
1696                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1697         }
1698
1699         if (!chosen)
1700                 return;
1701         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1702         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1703                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1704 }
1705
1706 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1707                                         gfp_t gfp_mask,
1708                                         unsigned long flags)
1709 {
1710         unsigned long total = 0;
1711         bool noswap = false;
1712         int loop;
1713
1714         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1715                 noswap = true;
1716         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1717                 noswap = true;
1718
1719         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1720                 if (loop)
1721                         drain_all_stock_async(memcg);
1722                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1723                 /*
1724                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1725                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1726                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1727                  */
1728                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1729                         break;
1730                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1731                         break;
1732                 /*
1733                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1734                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1735                  */
1736                 if (loop && !total)
1737                         break;
1738         }
1739         return total;
1740 }
1741
1742 /**
1743  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1744  * @memcg: the target memcg
1745  * @nid: the node ID to be checked.
1746  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1747  *
1748  * This function returns whether the specified memcg contains any
1749  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1750  * pages in the node.
1751  */
1752 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1753                 int nid, bool noswap)
1754 {
1755         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1756                 return true;
1757         if (noswap || !total_swap_pages)
1758                 return false;
1759         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1760                 return true;
1761         return false;
1762
1763 }
1764 #if MAX_NUMNODES > 1
1765
1766 /*
1767  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1768  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1769  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1770  *
1771  */
1772 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         int nid;
1775         /*
1776          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1777          * pagein/pageout changes since the last update.
1778          */
1779         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1780                 return;
1781         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1782                 return;
1783
1784         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1785         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1786
1787         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1788
1789                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1790                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1791         }
1792
1793         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1794         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1799  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1800  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1801  *
1802  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1803  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1804  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1805  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1806  *
1807  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1808  */
1809 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1810 {
1811         int node;
1812
1813         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1814         node = memcg->last_scanned_node;
1815
1816         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1817         if (node == MAX_NUMNODES)
1818                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1819         /*
1820          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1821          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1822          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1823          * we use curret node.
1824          */
1825         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1826                 node = numa_node_id();
1827
1828         memcg->last_scanned_node = node;
1829         return node;
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1834  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1835  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1836  * enough new information. We need to do double check.
1837  */
1838 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1839 {
1840         int nid;
1841
1842         /*
1843          * quick check...making use of scan_node.
1844          * We can skip unused nodes.
1845          */
1846         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1847                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1848                      nid < MAX_NUMNODES;
1849                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1850
1851                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1852                                 return true;
1853                 }
1854         }
1855         /*
1856          * Check rest of nodes.
1857          */
1858         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1859                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1860                         continue;
1861                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1862                         return true;
1863         }
1864         return false;
1865 }
1866
1867 #else
1868 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1869 {
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1874 {
1875         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1876 }
1877 #endif
1878
1879 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1880                                    struct zone *zone,
1881                                    gfp_t gfp_mask,
1882                                    unsigned long *total_scanned)
1883 {
1884         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1885         int total = 0;
1886         int loop = 0;
1887         unsigned long excess;
1888         unsigned long nr_scanned;
1889         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1890                 .zone = zone,
1891                 .priority = 0,
1892         };
1893
1894         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1895
1896         while (1) {
1897                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1898                 if (!victim) {
1899                         loop++;
1900                         if (loop >= 2) {
1901                                 /*
1902                                  * If we have not been able to reclaim
1903                                  * anything, it might because there are
1904                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1905                                  */
1906                                 if (!total)
1907                                         break;
1908                                 /*
1909                                  * We want to do more targeted reclaim.
1910                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1911                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1912                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1913                                  */
1914                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1915                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1916                                         break;
1917                         }
1918                         continue;
1919                 }
1920                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1921                         continue;
1922                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1923                                                      zone, &nr_scanned);
1924                 *total_scanned += nr_scanned;
1925                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1926                         break;
1927         }
1928         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1929         return total;
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1934  * If someone is running, return false.
1935  * Has to be called with memcg_oom_lock
1936  */
1937 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1938 {
1939         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1940
1941         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1942                 if (iter->oom_lock) {
1943                         /*
1944                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1945                          * so we cannot give a lock.
1946                          */
1947                         failed = iter;
1948                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1949                         break;
1950                 } else
1951                         iter->oom_lock = true;
1952         }
1953
1954         if (!failed)
1955                 return true;
1956
1957         /*
1958          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1959          * what we set up to the failing subtree
1960          */
1961         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1962                 if (iter == failed) {
1963                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1964                         break;
1965                 }
1966                 iter->oom_lock = false;
1967         }
1968         return false;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Has to be called with memcg_oom_lock
1973  */
1974 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1975 {
1976         struct mem_cgroup *iter;
1977
1978         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1979                 iter->oom_lock = false;
1980         return 0;
1981 }
1982
1983 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         struct mem_cgroup *iter;
1986
1987         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1988                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1989 }
1990
1991 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1992 {
1993         struct mem_cgroup *iter;
1994
1995         /*
1996          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1997          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1998          * atomic_add_unless() here.
1999          */
2000         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2001                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2002 }
2003
2004 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2005 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2006
2007 struct oom_wait_info {
2008         struct mem_cgroup *memcg;
2009         wait_queue_t    wait;
2010 };
2011
2012 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2013         unsigned mode, int sync, void *arg)
2014 {
2015         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2016         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2017         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2018
2019         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2020         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2021
2022         /*
2023          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2024          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2025          */
2026         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2027                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2028                 return 0;
2029         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2030 }
2031
2032 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2033 {
2034         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2035         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2036 }
2037
2038 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2039 {
2040         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2041                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2046  */
2047 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2048                                   int order)
2049 {
2050         struct oom_wait_info owait;
2051         bool locked, need_to_kill;
2052
2053         owait.memcg = memcg;
2054         owait.wait.flags = 0;
2055         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2056         owait.wait.private = current;
2057         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2058         need_to_kill = true;
2059         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2060
2061         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2062         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2063         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2064         /*
2065          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2066          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2067          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2068          */
2069         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2070         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2071                 need_to_kill = false;
2072         if (locked)
2073                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2074         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2075
2076         if (need_to_kill) {
2077                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2078                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2079         } else {
2080                 schedule();
2081                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2082         }
2083         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2084         if (locked)
2085                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2086         memcg_wakeup_oom(memcg);
2087         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2088
2089         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2090
2091         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2092                 return false;
2093         /* Give chance to dying process */
2094         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2095         return true;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2100  * generalized to update other statistics as well.
2101  *
2102  * Notes: Race condition
2103  *
2104  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2105  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2106  * to do so _always_.
2107  *
2108  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2109  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2110  * are no race with "charge".
2111  *
2112  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2113  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2114  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2115  * by flags.
2116  *
2117  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2118  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2119  * If there is, we take a lock.
2120  */
2121
2122 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2123                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2124 {
2125         struct mem_cgroup *memcg;
2126         struct page_cgroup *pc;
2127
2128         pc = lookup_page_cgroup(page);
2129 again:
2130         memcg = pc->mem_cgroup;
2131         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2132                 return;
2133         /*
2134          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2135          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2136          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2137          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2138          */
2139         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2140                 return;
2141
2142         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2143         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2144                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2145                 goto again;
2146         }
2147         *locked = true;
2148 }
2149
2150 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2151 {
2152         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2153
2154         /*
2155          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2156          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2157          * should take move_lock_mem_cgroup().
2158          */
2159         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2160 }
2161
2162 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2163                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2164 {
2165         struct mem_cgroup *memcg;
2166         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2167         unsigned long uninitialized_var(flags);
2168
2169         if (mem_cgroup_disabled())
2170                 return;
2171
2172         memcg = pc->mem_cgroup;
2173         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2174                 return;
2175
2176         switch (idx) {
2177         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2178                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2179                 break;
2180         default:
2181                 BUG();
2182         }
2183
2184         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2189  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2190  */
2191 #define CHARGE_BATCH    32U
2192 struct memcg_stock_pcp {
2193         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2194         unsigned int nr_pages;
2195         struct work_struct work;
2196         unsigned long flags;
2197 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2198 };
2199 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2200 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2201
2202 /**
2203  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2204  * @memcg: memcg to consume from.
2205  * @nr_pages: how many pages to charge.
2206  *
2207  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2208  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2209  * service an allocation will refill the stock.
2210  *
2211  * returns true if successful, false otherwise.
2212  */
2213 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2214 {
2215         struct memcg_stock_pcp *stock;
2216         bool ret = true;
2217
2218         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2219                 return false;
2220
2221         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2222         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2223                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2224         else /* need to call res_counter_charge */
2225                 ret = false;
2226         put_cpu_var(memcg_stock);
2227         return ret;
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2232  */
2233 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2234 {
2235         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2236
2237         if (stock->nr_pages) {
2238                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2239
2240                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2241                 if (do_swap_account)
2242                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2243                 stock->nr_pages = 0;
2244         }
2245         stock->cached = NULL;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2250  * a thread which is pinned to local cpu.
2251  */
2252 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2253 {
2254         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2255         drain_stock(stock);
2256         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2261  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2262  */
2263 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2264 {
2265         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2266
2267         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2268                 drain_stock(stock);
2269                 stock->cached = memcg;
2270         }
2271         stock->nr_pages += nr_pages;
2272         put_cpu_var(memcg_stock);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2277  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2278  * until the work is done.
2279  */
2280 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2281 {
2282         int cpu, curcpu;
2283
2284         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2285         get_online_cpus();
2286         curcpu = get_cpu();
2287         for_each_online_cpu(cpu) {
2288                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2289                 struct mem_cgroup *memcg;
2290
2291                 memcg = stock->cached;
2292                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2293                         continue;
2294                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2295                         continue;
2296                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2297                         if (cpu == curcpu)
2298                                 drain_local_stock(&stock->work);
2299                         else
2300                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2301                 }
2302         }
2303         put_cpu();
2304
2305         if (!sync)
2306                 goto out;
2307
2308         for_each_online_cpu(cpu) {
2309                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2310                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2311                         flush_work(&stock->work);
2312         }
2313 out:
2314         put_online_cpus();
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2319  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2320  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2321  * it.
2322  */
2323 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2324 {
2325         /*
2326          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2327          */
2328         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2329                 return;
2330         drain_all_stock(root_memcg, false);
2331         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2332 }
2333
2334 /* This is a synchronous drain interface. */
2335 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2336 {
2337         /* called when force_empty is called */
2338         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2339         drain_all_stock(root_memcg, true);
2340         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2345  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2346  */
2347 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2348 {
2349         int i;
2350
2351         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2352         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2353                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2354
2355                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2356                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2357         }
2358         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2359                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2360
2361                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2362                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2363         }
2364         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2365 }
2366
2367 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2368                                         unsigned long action,
2369                                         void *hcpu)
2370 {
2371         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2372         struct memcg_stock_pcp *stock;
2373         struct mem_cgroup *iter;
2374
2375         if (action == CPU_ONLINE)
2376                 return NOTIFY_OK;
2377
2378         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2379                 return NOTIFY_OK;
2380
2381         for_each_mem_cgroup(iter)
2382                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2383
2384         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2385         drain_stock(stock);
2386         return NOTIFY_OK;
2387 }
2388
2389
2390 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2391 enum {
2392         CHARGE_OK,              /* success */
2393         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2394         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2395         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2396         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2397 };
2398
2399 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2400                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2401                                 bool oom_check)
2402 {
2403         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2404         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2405         struct res_counter *fail_res;
2406         unsigned long flags = 0;
2407         int ret;
2408
2409         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2410
2411         if (likely(!ret)) {
2412                 if (!do_swap_account)
2413                         return CHARGE_OK;
2414                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2415                 if (likely(!ret))
2416                         return CHARGE_OK;
2417
2418                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2419                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2420                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2421         } else
2422                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2423         /*
2424          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2425          * single page instead.
2426          */
2427         if (nr_pages > min_pages)
2428                 return CHARGE_RETRY;
2429
2430         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2431                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2432
2433         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2434                 return CHARGE_NOMEM;
2435
2436         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2437         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2438                 return CHARGE_RETRY;
2439         /*
2440          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2441          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2442          * before killing the task.
2443          *
2444          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2445          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2446          * to regular pages anyway in case of failure.
2447          */
2448         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2449                 return CHARGE_RETRY;
2450
2451         /*
2452          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2453          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2454          */
2455         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2456                 return CHARGE_RETRY;
2457
2458         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2459         if (!oom_check)
2460                 return CHARGE_NOMEM;
2461         /* check OOM */
2462         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2463                 return CHARGE_OOM_DIE;
2464
2465         return CHARGE_RETRY;
2466 }
2467
2468 /*
2469  * __mem_cgroup_try_charge() does
2470  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2471  * 2. update res_counter
2472  * 3. call memory reclaim if necessary.
2473  *
2474  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2475  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2476  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2477  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2478  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2479  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2480  *
2481  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2482  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2483  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2484  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2485  *
2486  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2487  * the oom-killer can be invoked.
2488  */
2489 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2490                                    gfp_t gfp_mask,
2491                                    unsigned int nr_pages,
2492                                    struct mem_cgroup **ptr,
2493                                    bool oom)
2494 {
2495         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2496         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2497         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2498         int ret;
2499
2500         /*
2501          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2502          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2503          * MEMDIE process.
2504          */
2505         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2506                      || fatal_signal_pending(current)))
2507                 goto bypass;
2508
2509         /*
2510          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2511          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2512          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2513          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2514          */
2515         if (!*ptr && !mm)
2516                 *ptr = root_mem_cgroup;
2517 again:
2518         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2519                 memcg = *ptr;
2520                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2521                         goto done;
2522                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2523                         goto done;
2524                 css_get(&memcg->css);
2525         } else {
2526                 struct task_struct *p;
2527
2528                 rcu_read_lock();
2529                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2530                 /*
2531                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2532                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2533                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2534                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2535                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2536                  * small race, here.
2537                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2538                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2539                  */
2540                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2541                 if (!memcg)
2542                         memcg = root_mem_cgroup;
2543                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2544                         rcu_read_unlock();
2545                         goto done;
2546                 }
2547                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2548                         /*
2549                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2550                          * But considering how consume_stok works, it's not
2551                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2552                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2553                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2554                          * calling consume_stock().
2555                          */
2556                         rcu_read_unlock();
2557                         goto done;
2558                 }
2559                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2560                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2561                         rcu_read_unlock();
2562                         goto again;
2563                 }
2564                 rcu_read_unlock();
2565         }
2566
2567         do {
2568                 bool oom_check;
2569
2570                 /* If killed, bypass charge */
2571                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2572                         css_put(&memcg->css);
2573                         goto bypass;
2574                 }
2575
2576                 oom_check = false;
2577                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2578                         oom_check = true;
2579                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2580                 }
2581
2582                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2583                     oom_check);
2584                 switch (ret) {
2585                 case CHARGE_OK:
2586                         break;
2587                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2588                         batch = nr_pages;
2589                         css_put(&memcg->css);
2590                         memcg = NULL;
2591                         goto again;
2592                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2593                         css_put(&memcg->css);
2594                         goto nomem;
2595                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2596                         if (!oom) {
2597                                 css_put(&memcg->css);
2598                                 goto nomem;
2599                         }
2600                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2601                         nr_oom_retries--;
2602                         break;
2603                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2604                         css_put(&memcg->css);
2605                         goto bypass;
2606                 }
2607         } while (ret != CHARGE_OK);
2608
2609         if (batch > nr_pages)
2610                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2611         css_put(&memcg->css);
2612 done:
2613         *ptr = memcg;
2614         return 0;
2615 nomem:
2616         *ptr = NULL;
2617         return -ENOMEM;
2618 bypass:
2619         *ptr = root_mem_cgroup;
2620         return -EINTR;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2625  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2626  * gotten by try_charge().
2627  */
2628 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2629                                        unsigned int nr_pages)
2630 {
2631         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2632                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2633
2634                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2635                 if (do_swap_account)
2636                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2637         }
2638 }
2639
2640 /*
2641  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2642  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2643  */
2644 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2645                                         unsigned int nr_pages)
2646 {
2647         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2648
2649         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2650                 return;
2651
2652         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2653         if (do_swap_account)
2654                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2655                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2660  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2661  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2662  * called against removed memcg.)
2663  */
2664 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2665 {
2666         struct cgroup_subsys_state *css;
2667
2668         /* ID 0 is unused ID */
2669         if (!id)
2670                 return NULL;
2671         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2672         if (!css)
2673                 return NULL;
2674         return mem_cgroup_from_css(css);
2675 }
2676
2677 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2678 {
2679         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2680         struct page_cgroup *pc;
2681         unsigned short id;
2682         swp_entry_t ent;
2683
2684         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2685
2686         pc = lookup_page_cgroup(page);
2687         lock_page_cgroup(pc);
2688         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2689                 memcg = pc->mem_cgroup;
2690                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2691                         memcg = NULL;
2692         } else if (PageSwapCache(page)) {
2693                 ent.val = page_private(page);
2694                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2695                 rcu_read_lock();
2696                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2697                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2698                         memcg = NULL;
2699                 rcu_read_unlock();
2700         }
2701         unlock_page_cgroup(pc);
2702         return memcg;
2703 }
2704
2705 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2706                                        struct page *page,
2707                                        unsigned int nr_pages,
2708                                        enum charge_type ctype,
2709                                        bool lrucare)
2710 {
2711         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2712         struct zone *uninitialized_var(zone);
2713         struct lruvec *lruvec;
2714         bool was_on_lru = false;
2715         bool anon;
2716
2717         lock_page_cgroup(pc);
2718         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2719         /*
2720          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2721          * accessed by any other context at this point.
2722          */
2723
2724         /*
2725          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2726          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2727          */
2728         if (lrucare) {
2729                 zone = page_zone(page);
2730                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2731                 if (PageLRU(page)) {
2732                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2733                         ClearPageLRU(page);
2734                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2735                         was_on_lru = true;
2736                 }
2737         }
2738
2739         pc->mem_cgroup = memcg;
2740         /*
2741          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2742          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2743          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2744          * before USED bit, we need memory barrier here.
2745          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2746          */
2747         smp_wmb();
2748         SetPageCgroupUsed(pc);
2749
2750         if (lrucare) {
2751                 if (was_on_lru) {
2752                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2753                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2754                         SetPageLRU(page);
2755                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2756                 }
2757                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2758         }
2759
2760         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2761                 anon = true;
2762         else
2763                 anon = false;
2764
2765         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2766         unlock_page_cgroup(pc);
2767
2768         /*
2769          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2770          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2771          * if they exceeds softlimit.
2772          */
2773         memcg_check_events(memcg, page);
2774 }
2775
2776 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2777
2778 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2779 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2780 {
2781         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2782                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2783 }
2784
2785 /*
2786  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2787  * in the memcg_cache_params struct.
2788  */
2789 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2790 {
2791         struct kmem_cache *cachep;
2792
2793         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2794         cachep = p->root_cache;
2795         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2796 }
2797
2798 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2799 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2800                                         struct seq_file *m)
2801 {
2802         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2803         struct memcg_cache_params *params;
2804
2805         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2806                 return -EIO;
2807
2808         print_slabinfo_header(m);
2809
2810         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2811         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2812                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2813         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2814
2815         return 0;
2816 }
2817 #endif
2818
2819 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2820 {
2821         struct res_counter *fail_res;
2822         struct mem_cgroup *_memcg;
2823         int ret = 0;
2824         bool may_oom;
2825
2826         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2827         if (ret)
2828                 return ret;
2829
2830         /*
2831          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2832          * the same conditions tested by the core page allocator
2833          */
2834         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2835
2836         _memcg = memcg;
2837         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2838                                       &_memcg, may_oom);
2839
2840         if (ret == -EINTR)  {
2841                 /*
2842                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2843                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2844                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2845                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2846                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2847                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2848                  * our minds.
2849                  *
2850                  * This condition will only trigger if the task entered
2851                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2852                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2853                  * dying when the allocation triggers should have been already
2854                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2855                  */
2856                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2857                 if (do_swap_account)
2858                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2859                                                   &fail_res);
2860                 ret = 0;
2861         } else if (ret)
2862                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2863
2864         return ret;
2865 }
2866
2867 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2868 {
2869         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2870         if (do_swap_account)
2871                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2872
2873         /* Not down to 0 */
2874         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2875                 return;
2876
2877         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2878                 mem_cgroup_put(memcg);
2879 }
2880
2881 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2882 {
2883         if (!memcg)
2884                 return;
2885
2886         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2887         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2888         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2893  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2894  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2895  */
2896 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2897 {
2898         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2899 }
2900
2901 /*
2902  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2903  * operation, because that is its main call site.
2904  *
2905  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2906  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2907  */
2908 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2909 {
2910         int num, ret;
2911
2912         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2913                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2914         if (num < 0)
2915                 return num;
2916         /*
2917          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2918          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2919          * guarantees only one process will set the following boolean
2920          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2921          * by the set_limit_mutex anyway.
2922          */
2923         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2924
2925         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2926         if (ret) {
2927                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2928                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2929                 return ret;
2930         }
2931
2932         memcg->kmemcg_id = num;
2933         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2934         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2935         return 0;
2936 }
2937
2938 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2939 {
2940         ssize_t size;
2941         if (num_groups <= 0)
2942                 return 0;
2943
2944         size = 2 * num_groups;
2945         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2946                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2947         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2948                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2949
2950         return size;
2951 }
2952
2953 /*
2954  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2955  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2956  * calling this.
2957  */
2958 void memcg_update_array_size(int num)
2959 {
2960         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2961                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2962 }
2963
2964 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2965 {
2966         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2967
2968         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2969
2970         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2971                 int i;
2972                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2973
2974                 size *= sizeof(void *);
2975                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
2976
2977                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2978                 if (!s->memcg_params) {
2979                         s->memcg_params = cur_params;
2980                         return -ENOMEM;
2981                 }
2982
2983                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2984
2985                 /*
2986                  * There is the chance it will be bigger than
2987                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2988                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2989                  * have a bigger array.
2990                  *
2991                  * But if that is the case, the data after
2992                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2993                  */
2994                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2995                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2996                                 continue;
2997                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2998                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2999                 }
3000
3001                 /*
3002                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3003                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3004                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3005                  *
3006                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3007                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3008                  * anyway.
3009                  */
3010                 kfree(cur_params);
3011         }
3012         return 0;
3013 }
3014
3015 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3016                          struct kmem_cache *root_cache)
3017 {
3018         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3019
3020         if (!memcg_kmem_enabled())
3021                 return 0;
3022
3023         if (!memcg)
3024                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3025
3026         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3027         if (!s->memcg_params)
3028                 return -ENOMEM;
3029
3030         if (memcg) {
3031                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3032                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3033         }
3034         return 0;
3035 }
3036
3037 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3038 {
3039         struct kmem_cache *root;
3040         struct mem_cgroup *memcg;
3041         int id;
3042
3043         /*
3044          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3045          * add any memcg.
3046          */
3047         if (!s->memcg_params)
3048                 return;
3049
3050         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3051                 goto out;
3052
3053         memcg = s->memcg_params->memcg;
3054         id  = memcg_cache_id(memcg);
3055
3056         root = s->memcg_params->root_cache;
3057         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3058         mem_cgroup_put(memcg);
3059
3060         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3061         list_del(&s->memcg_params->list);
3062         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3063
3064 out:
3065         kfree(s->memcg_params);
3066 }
3067
3068 /*
3069  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3070  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3071  * enqueing new caches to be created.
3072  *
3073  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3074  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3075  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3076  * objects during debug.
3077  *
3078  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3079  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3080  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3081  * cache again, failing at the same point.
3082  *
3083  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3084  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3085  * inside the following two functions.
3086  */
3087 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3088 {
3089         VM_BUG_ON(!current->mm);
3090         current->memcg_kmem_skip_account++;
3091 }
3092
3093 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3094 {
3095         VM_BUG_ON(!current->mm);
3096         current->memcg_kmem_skip_account--;
3097 }
3098
3099 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3100 {
3101         struct kmem_cache *cachep;
3102         struct memcg_cache_params *p;
3103
3104         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3105
3106         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3107
3108         /*
3109          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3110          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3111          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3112          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3113          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3114          *
3115          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3116          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3117          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3118          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3119          * destroy it.
3120          *
3121          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3122          * again
3123          */
3124         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3125                 kmem_cache_shrink(cachep);
3126                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3127                         return;
3128         } else
3129                 kmem_cache_destroy(cachep);
3130 }
3131
3132 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3133 {
3134         if (!cachep->memcg_params->dead)
3135                 return;
3136
3137         /*
3138          * There are many ways in which we can get here.
3139          *
3140          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3141          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3142          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3143          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3144          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3145          *
3146          * But we can also get here from the worker itself, if
3147          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3148          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3149          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3150          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3151          *
3152          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3153          * running if there is already work pending
3154          */
3155         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3156                 return;
3157         /*
3158          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3159          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3160          */
3161         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3162 }
3163
3164 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3165 {
3166         char *name;
3167         struct dentry *dentry;
3168
3169         rcu_read_lock();
3170         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3171         rcu_read_unlock();
3172
3173         BUG_ON(dentry == NULL);
3174
3175         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3176                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3177
3178         return name;
3179 }
3180
3181 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3182                                          struct kmem_cache *s)
3183 {
3184         char *name;
3185         struct kmem_cache *new;
3186
3187         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3188         if (!name)
3189                 return NULL;
3190
3191         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3192                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3193
3194         if (new)
3195                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3196
3197         kfree(name);
3198         return new;
3199 }
3200
3201 /*
3202  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3203  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3204  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3205  *
3206  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3207  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3208  */
3209 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3210 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3211                                                   struct kmem_cache *cachep)
3212 {
3213         struct kmem_cache *new_cachep;
3214         int idx;
3215
3216         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3217
3218         idx = memcg_cache_id(memcg);
3219
3220         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3221         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3222         if (new_cachep)
3223                 goto out;
3224
3225         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3226         if (new_cachep == NULL) {
3227                 new_cachep = cachep;
3228                 goto out;
3229         }
3230
3231         mem_cgroup_get(memcg);
3232         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3233
3234         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3235         /*
3236          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3237          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3238          */
3239         wmb();
3240 out:
3241         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3242         return new_cachep;
3243 }
3244
3245 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3246 {
3247         struct kmem_cache *c;
3248         int i;
3249
3250         if (!s->memcg_params)
3251                 return;
3252         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3253                 return;
3254
3255         /*
3256          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3257          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3258          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3259          *
3260          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3261          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3262          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3263          */
3264         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3265         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3266                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3267                 if (!c)
3268                         continue;
3269
3270                 /*
3271                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3272                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3273                  * proceed with destruction ourselves.
3274                  *
3275                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3276                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3277                  * the cache still have active pages until this very moment.
3278                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3279                  *
3280                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3281                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3282                  */
3283                 c->memcg_params->dead = false;
3284                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3285                 kmem_cache_destroy(c);
3286         }
3287         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3288 }
3289
3290 struct create_work {
3291         struct mem_cgroup *memcg;
3292         struct kmem_cache *cachep;
3293         struct work_struct work;
3294 };
3295
3296 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3297 {
3298         struct kmem_cache *cachep;
3299         struct memcg_cache_params *params;
3300
3301         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3302                 return;
3303
3304         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3305         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3306                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3307                 cachep->memcg_params->dead = true;
3308                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3309                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3310                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3311         }
3312         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3313 }
3314
3315 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3316 {
3317         struct create_work *cw;
3318
3319         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3320         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3321         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3322         css_put(&cw->memcg->css);
3323         kfree(cw);
3324 }
3325
3326 /*
3327  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3328  * Called with rcu_read_lock.
3329  */
3330 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3331                                          struct kmem_cache *cachep)
3332 {
3333         struct create_work *cw;
3334
3335         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3336         if (cw == NULL)
3337                 return;
3338
3339         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3340         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3341                 kfree(cw);
3342                 return;
3343         }
3344
3345         cw->memcg = memcg;
3346         cw->cachep = cachep;
3347
3348         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3349         schedule_work(&cw->work);
3350 }
3351
3352 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3353                                        struct kmem_cache *cachep)
3354 {
3355         /*
3356          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3357          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3358          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3359          *
3360          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3361          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3362          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3363          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3364          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3365          */
3366         memcg_stop_kmem_account();
3367         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3368         memcg_resume_kmem_account();
3369 }
3370 /*
3371  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3372  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3373  *
3374  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3375  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3376  * in a workqueue.
3377  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3378  * the original cache.
3379  *
3380  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3381  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3382  */
3383 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3384                                           gfp_t gfp)
3385 {
3386         struct mem_cgroup *memcg;
3387         int idx;
3388
3389         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3390         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3391
3392         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3393                 return cachep;
3394
3395         rcu_read_lock();
3396         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3397         rcu_read_unlock();
3398
3399         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3400                 return cachep;
3401
3402         idx = memcg_cache_id(memcg);
3403
3404         /*
3405          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3406          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3407          */
3408         read_barrier_depends();
3409         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3410                 /*
3411                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3412                  * context), we could be be predictable and return right away.
3413                  * This would guarantee that the allocation being performed
3414                  * already belongs in the new cache.
3415                  *
3416                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3417                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3418                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3419                  * with the slab_mutex held.
3420                  *
3421                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3422                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3423                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3424                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3425                  * better to defer everything.
3426                  */
3427                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3428                 return cachep;
3429         }
3430
3431         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3432 }
3433 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3434
3435 /*
3436  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3437  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3438  * need a further commit step to do the final arrangements.
3439  *
3440  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3441  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3442  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3443  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3444  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3445  * the compiled-out case as well.
3446  *
3447  * Returning true means the allocation is possible.
3448  */
3449 bool
3450 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3451 {
3452         struct mem_cgroup *memcg;
3453         int ret;
3454
3455         *_memcg = NULL;
3456         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3457
3458         /*
3459          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3460          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3461          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3462          */
3463         if (unlikely(!memcg))
3464                 return true;
3465
3466         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3467                 css_put(&memcg->css);
3468                 return true;
3469         }
3470
3471         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3472         if (!ret)
3473                 *_memcg = memcg;
3474
3475         css_put(&memcg->css);
3476         return (ret == 0);
3477 }
3478
3479 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3480                               int order)
3481 {
3482         struct page_cgroup *pc;
3483
3484         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3485
3486         /* The page allocation failed. Revert */
3487         if (!page) {
3488                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3489                 return;
3490         }
3491
3492         pc = lookup_page_cgroup(page);
3493         lock_page_cgroup(pc);
3494         pc->mem_cgroup = memcg;
3495         SetPageCgroupUsed(pc);
3496         unlock_page_cgroup(pc);
3497 }
3498
3499 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3500 {
3501         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3502         struct page_cgroup *pc;
3503
3504
3505         pc = lookup_page_cgroup(page);
3506         /*
3507          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3508          * check again after locking.
3509          */
3510         if (!PageCgroupUsed(pc))
3511                 return;
3512
3513         lock_page_cgroup(pc);
3514         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3515                 memcg = pc->mem_cgroup;
3516                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3517         }
3518         unlock_page_cgroup(pc);
3519
3520         /*
3521          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3522          * is a valid allocation
3523          */
3524         if (!memcg)
3525                 return;
3526
3527         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3528         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3529 }
3530 #else
3531 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3532 {
3533 }
3534 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3535
3536 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3537
3538 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3539 /*
3540  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3541  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3542  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3543  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3544  */
3545 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3546 {
3547         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3548         struct page_cgroup *pc;
3549         int i;
3550
3551         if (mem_cgroup_disabled())
3552                 return;
3553         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3554                 pc = head_pc + i;
3555                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3556                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3557                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3558         }
3559 }
3560 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3561
3562 /**
3563  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3564  * @page: the page
3565  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3566  * @pc: page_cgroup of the page.
3567  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3568  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3569  *
3570  * The caller must confirm following.
3571  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3572  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3573  *
3574  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3575  * from old cgroup.
3576  */
3577 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3578                                    unsigned int nr_pages,
3579                                    struct page_cgroup *pc,
3580                                    struct mem_cgroup *from,
3581                                    struct mem_cgroup *to)
3582 {
3583         unsigned long flags;
3584         int ret;
3585         bool anon = PageAnon(page);
3586
3587         VM_BUG_ON(from == to);
3588         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3589         /*
3590          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3591          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3592          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3593          * hold it.
3594          */
3595         ret = -EBUSY;
3596         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3597                 goto out;
3598
3599         lock_page_cgroup(pc);
3600
3601         ret = -EINVAL;
3602         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3603                 goto unlock;
3604
3605         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3606
3607         if (!anon && page_mapped(page)) {
3608                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3609                 preempt_disable();
3610                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3611                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3612                 preempt_enable();
3613         }
3614         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3615
3616         /* caller should have done css_get */
3617         pc->mem_cgroup = to;
3618         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3619         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3620         ret = 0;
3621 unlock:
3622         unlock_page_cgroup(pc);
3623         /*
3624          * check events
3625          */
3626         memcg_check_events(to, page);
3627         memcg_check_events(from, page);
3628 out:
3629         return ret;
3630 }
3631
3632 /**
3633  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3634  * @page: the page to move
3635  * @pc: page_cgroup of the page
3636  * @child: page's cgroup
3637  *
3638  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3639  * parent (aka use_hierarchy==0).
3640  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3641  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3642  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3643  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3644  * on the next attempt and the call should be retried later.
3645  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3646  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3647  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3648  * LRU or vanish.
3649  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3650  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3651  * disappear in the next attempt.
3652  */
3653 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3654                                   struct page_cgroup *pc,
3655                                   struct mem_cgroup *child)
3656 {
3657         struct mem_cgroup *parent;
3658         unsigned int nr_pages;
3659         unsigned long uninitialized_var(flags);
3660         int ret;
3661
3662         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3663
3664         ret = -EBUSY;
3665         if (!get_page_unless_zero(page))
3666                 goto out;
3667         if (isolate_lru_page(page))
3668                 goto put;
3669
3670         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3671
3672         parent = parent_mem_cgroup(child);
3673         /*
3674          * If no parent, move charges to root cgroup.
3675          */
3676         if (!parent)
3677                 parent = root_mem_cgroup;
3678
3679         if (nr_pages > 1) {
3680                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3681                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3682         }
3683
3684         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3685                                 pc, child, parent);
3686         if (!ret)
3687                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3688
3689         if (nr_pages > 1)
3690                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3691         putback_lru_page(page);
3692 put:
3693         put_page(page);
3694 out:
3695         return ret;
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Charge the memory controller for page usage.
3700  * Return
3701  * 0 if the charge was successful
3702  * < 0 if the cgroup is over its limit
3703  */
3704 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3705                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3706 {
3707         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3708         unsigned int nr_pages = 1;
3709         bool oom = true;
3710         int ret;
3711
3712         if (PageTransHuge(page)) {
3713                 nr_pages <<= compound_order(page);
3714                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3715                 /*
3716                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3717                  * fault handler will fall back to regular pages.
3718                  */
3719                 oom = false;
3720         }
3721
3722         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3723         if (ret == -ENOMEM)
3724                 return ret;
3725         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3730                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3731 {
3732         if (mem_cgroup_disabled())
3733                 return 0;
3734         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3735         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3736         VM_BUG_ON(!mm);
3737         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3738                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3739 }
3740
3741 /*
3742  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3743  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3744  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3745  * "commit()" or removed by "cancel()"
3746  */
3747 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3748                                           struct page *page,
3749                                           gfp_t mask,
3750                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3751 {
3752         struct mem_cgroup *memcg;
3753         struct page_cgroup *pc;
3754         int ret;
3755
3756         pc = lookup_page_cgroup(page);
3757         /*
3758          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3759          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3760          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3761          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3762          * in turn serializes uncharging.
3763          */
3764         if (PageCgroupUsed(pc))
3765                 return 0;
3766         if (!do_swap_account)
3767                 goto charge_cur_mm;
3768         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3769         if (!memcg)
3770                 goto charge_cur_mm;
3771         *memcgp = memcg;
3772         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3773         css_put(&memcg->css);
3774         if (ret == -EINTR)
3775                 ret = 0;
3776         return ret;
3777 charge_cur_mm:
3778         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3779         if (ret == -EINTR)
3780                 ret = 0;
3781         return ret;
3782 }
3783
3784 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3785                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3786 {
3787         *memcgp = NULL;
3788         if (mem_cgroup_disabled())
3789                 return 0;
3790         /*
3791          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3792          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3793          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3794          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3795          */
3796         if (!PageSwapCache(page)) {
3797                 int ret;
3798
3799                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3800                 if (ret == -EINTR)
3801                         ret = 0;
3802                 return ret;
3803         }
3804         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3805 }
3806
3807 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3808 {
3809         if (mem_cgroup_disabled())
3810                 return;
3811         if (!memcg)
3812                 return;
3813         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3814 }
3815
3816 static void
3817 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3818                                         enum charge_type ctype)
3819 {
3820         if (mem_cgroup_disabled())
3821                 return;
3822         if (!memcg)
3823                 return;
3824
3825         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3826         /*
3827          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3828          * counted both as mem and swap....double count.
3829          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3830          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3831          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3832          */
3833         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3834                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3835                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3836         }
3837 }
3838
3839 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3840                                      struct mem_cgroup *memcg)
3841 {
3842         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3843                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3844 }
3845
3846 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3847                                 gfp_t gfp_mask)
3848 {
3849         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3850         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3851         int ret;
3852
3853         if (mem_cgroup_disabled())
3854                 return 0;
3855         if (PageCompound(page))
3856                 return 0;
3857
3858         if (!PageSwapCache(page))
3859                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3860         else { /* page is swapcache/shmem */
3861                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3862                                                      gfp_mask, &memcg);
3863                 if (!ret)
3864                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3865         }
3866         return ret;
3867 }
3868
3869 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3870                                    unsigned int nr_pages,
3871                                    const enum charge_type ctype)
3872 {
3873         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3874         bool uncharge_memsw = true;
3875
3876         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3877         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3878                 uncharge_memsw = false;
3879
3880         batch = &current->memcg_batch;
3881         /*
3882          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3883          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3884          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3885          */
3886         if (!batch->memcg)
3887                 batch->memcg = memcg;
3888         /*
3889          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3890          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3891          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3892          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3893          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3894          */
3895
3896         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3897                 goto direct_uncharge;
3898
3899         if (nr_pages > 1)
3900                 goto direct_uncharge;
3901
3902         /*
3903          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3904          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3905          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3906          */
3907         if (batch->memcg != memcg)
3908                 goto direct_uncharge;
3909         /* remember freed charge and uncharge it later */
3910         batch->nr_pages++;
3911         if (uncharge_memsw)
3912                 batch->memsw_nr_pages++;
3913         return;
3914 direct_uncharge:
3915         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3916         if (uncharge_memsw)
3917                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3918         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3919                 memcg_oom_recover(memcg);
3920 }
3921
3922 /*
3923  * uncharge if !page_mapped(page)
3924  */
3925 static struct mem_cgroup *
3926 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3927                              bool end_migration)
3928 {
3929         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3930         unsigned int nr_pages = 1;
3931         struct page_cgroup *pc;
3932         bool anon;
3933
3934         if (mem_cgroup_disabled())
3935                 return NULL;
3936
3937         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3938
3939         if (PageTransHuge(page)) {
3940                 nr_pages <<= compound_order(page);
3941                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3942         }
3943         /*
3944          * Check if our page_cgroup is valid
3945          */
3946         pc = lookup_page_cgroup(page);
3947         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3948                 return NULL;
3949
3950         lock_page_cgroup(pc);
3951
3952         memcg = pc->mem_cgroup;
3953
3954         if (!PageCgroupUsed(pc))
3955                 goto unlock_out;
3956
3957         anon = PageAnon(page);
3958
3959         switch (ctype) {
3960         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3961                 /*
3962                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3963                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3964                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3965                  */
3966                 anon = true;
3967                 /* fallthrough */
3968         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3969                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3970                 if (page_mapped(page))
3971                         goto unlock_out;
3972                 /*
3973                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3974                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3975                  * unused post-migration page and so it has to call
3976                  * here with the migration bit still set.  See the
3977                  * res_counter handling below.
3978                  */
3979                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3980                         goto unlock_out;
3981                 break;
3982         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3983                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3984                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3985                                 goto unlock_out;
3986                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3987                                 goto unlock_out;
3988                 break;
3989         default:
3990                 break;
3991         }
3992
3993         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3994
3995         ClearPageCgroupUsed(pc);
3996         /*
3997          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3998          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3999          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4000          * special functions.
4001          */
4002
4003         unlock_page_cgroup(pc);
4004         /*
4005          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4006          * will never be freed.
4007          */
4008         memcg_check_events(memcg, page);
4009         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4010                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4011                 mem_cgroup_get(memcg);
4012         }
4013         /*
4014          * Migration does not charge the res_counter for the
4015          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4016          * page that is unused after the migration.
4017          */
4018         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4019                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4020
4021         return memcg;
4022
4023 unlock_out:
4024         unlock_page_cgroup(pc);
4025         return NULL;
4026 }
4027
4028 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4029 {
4030         /* early check. */
4031         if (page_mapped(page))
4032                 return;
4033         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4034         if (PageSwapCache(page))
4035                 return;
4036         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4037 }
4038
4039 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4040 {
4041         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4042         VM_BUG_ON(page->mapping);
4043         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4048  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4049  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4050  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4051  * This may be called prural(2) times in a context,
4052  */
4053
4054 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4055 {
4056         current->memcg_batch.do_batch++;
4057         /* We can do nest. */
4058         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4059                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4060                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4061                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4062         }
4063 }
4064
4065 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4066 {
4067         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4068
4069         if (!batch->do_batch)
4070                 return;
4071
4072         batch->do_batch--;
4073         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4074                 return;
4075
4076         if (!batch->memcg)
4077                 return;
4078         /*
4079          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4080          * bacause we hide charges behind us.
4081          */
4082         if (batch->nr_pages)
4083                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
4084                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
4085         if (batch->memsw_nr_pages)
4086                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
4087                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
4088         memcg_oom_recover(batch->memcg);
4089         /* forget this pointer (for sanity check) */
4090         batch->memcg = NULL;
4091 }
4092
4093 #ifdef CONFIG_SWAP
4094 /*
4095  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
4096  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
4097  */
4098 void
4099 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
4100 {
4101         struct mem_cgroup *memcg;
4102         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
4103
4104         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
4105                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
4106
4107         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
4108
4109         /*
4110          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
4111          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
4112          */
4113         if (do_swap_account && swapout && memcg)
4114                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
4115 }
4116 #endif
4117
4118 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4119 /*
4120  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
4121  * uncharge "memsw" account.
4122  */
4123 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
4124 {
4125         struct mem_cgroup *memcg;
4126         unsigned short id;
4127
4128         if (!do_swap_account)
4129                 return;
4130
4131         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
4132         rcu_read_lock();
4133         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
4134         if (memcg) {
4135                 /*
4136                  * We uncharge this because swap is freed.
4137                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
4138                  */
4139                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4140                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
4141                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
4142                 mem_cgroup_put(memcg);
4143         }
4144         rcu_read_unlock();
4145 }
4146
4147 /**
4148  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
4149  * @entry: swap entry to be moved
4150  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
4151  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
4152  *
4153  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
4154  * as the mem_cgroup's id of @from.
4155  *
4156  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
4157  *
4158  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
4159  * both res and memsw, and called css_get().
4160  */
4161 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4162                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4163 {
4164         unsigned short old_id, new_id;
4165
4166         old_id = css_id(&from->css);
4167         new_id = css_id(&to->css);
4168
4169         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
4170                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
4171                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
4172                 /*
4173                  * This function is only called from task migration context now.
4174                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
4175                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
4176                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
4177                  * because if the process that has been moved to @to does
4178                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
4179                  */
4180                 mem_cgroup_get(to);
4181                 return 0;
4182         }
4183         return -EINVAL;
4184 }
4185 #else
4186 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
4187                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
4188 {
4189         return -EINVAL;
4190 }
4191 #endif
4192
4193 /*
4194  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
4195  * page belongs to.
4196  */
4197 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
4198                                   struct mem_cgroup **memcgp)
4199 {
4200         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4201         unsigned int nr_pages = 1;
4202         struct page_cgroup *pc;
4203         enum charge_type ctype;
4204
4205         *memcgp = NULL;
4206
4207         if (mem_cgroup_disabled())
4208                 return;
4209
4210         if (PageTransHuge(page))
4211                 nr_pages <<= compound_order(page);
4212
4213         pc = lookup_page_cgroup(page);
4214         lock_page_cgroup(pc);
4215         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4216                 memcg = pc->mem_cgroup;
4217                 css_get(&memcg->css);
4218                 /*
4219                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
4220                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
4221                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
4222                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
4223                  * until end_migration() is called
4224                  *
4225                  * Corner Case Thinking
4226                  * A)
4227                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
4228                  * while migration was ongoing.
4229                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
4230                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
4231                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
4232                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
4233                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
4234                  *
4235                  * B)
4236                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
4237                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
4238                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
4239                  * without charging it again.
4240                  *
4241                  * C)
4242                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
4243                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
4244                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
4245                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
4246                  */
4247                 if (PageAnon(page))
4248                         SetPageCgroupMigration(pc);
4249         }
4250         unlock_page_cgroup(pc);
4251         /*
4252          * If the page is not charged at this point,
4253          * we return here.
4254          */
4255         if (!memcg)
4256                 return;
4257
4258         *memcgp = memcg;
4259         /*
4260          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
4261          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
4262          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
4263          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
4264          */
4265         if (PageAnon(page))
4266                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
4267         else
4268                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4269         /*
4270          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
4271          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
4272          * old one and only one page is going to be left afterwards.
4273          */
4274         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, nr_pages, ctype, false);
4275 }
4276
4277 /* remove redundant charge if migration failed*/
4278 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
4279         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
4280 {
4281         struct page *used, *unused;
4282         struct page_cgroup *pc;
4283         bool anon;
4284
4285         if (!memcg)
4286                 return;
4287
4288         if (!migration_ok) {
4289                 used = oldpage;
4290                 unused = newpage;
4291         } else {
4292                 used = newpage;
4293                 unused = oldpage;
4294         }
4295         anon = PageAnon(used);
4296         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
4297                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
4298                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
4299                                      true);
4300         css_put(&memcg->css);
4301         /*
4302          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
4303          * of the page goes down to zero, temporarly.
4304          * Clear the flag and check the page should be charged.
4305          */
4306         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4307         lock_page_cgroup(pc);
4308         ClearPageCgroupMigration(pc);
4309         unlock_page_cgroup(pc);
4310
4311         /*
4312          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
4313          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
4314          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
4315          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
4316          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
4317          * check. (see prepare_charge() also)
4318          */
4319         if (anon)
4320                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
4321 }
4322
4323 /*
4324  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
4325  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
4326  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
4327  */
4328 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
4329                                   struct page *newpage)
4330 {
4331         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
4332         struct page_cgroup *pc;
4333         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
4334
4335         if (mem_cgroup_disabled())
4336                 return;
4337
4338         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
4339         /* fix accounting on old pages */
4340         lock_page_cgroup(pc);
4341         if (PageCgroupUsed(pc)) {
4342                 memcg = pc->mem_cgroup;
4343                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
4344                 ClearPageCgroupUsed(pc);
4345         }
4346         unlock_page_cgroup(pc);
4347
4348         /*
4349          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
4350          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
4351          */
4352         if (!memcg)
4353                 return;
4354         /*
4355          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
4356          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
4357          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
4358          */
4359         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
4360 }
4361
4362 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4363 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
4364 {
4365         struct page_cgroup *pc;
4366
4367         pc = lookup_page_cgroup(page);
4368         /*
4369          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
4370          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
4371          * or when mem_cgroup_disabled().
4372          */
4373         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
4374                 return pc;
4375         return NULL;
4376 }
4377
4378 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
4379 {
4380         if (mem_cgroup_disabled())
4381                 return false;
4382
4383         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
4384 }
4385
4386 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
4387 {
4388         struct page_cgroup *pc;
4389
4390         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
4391         if (pc) {
4392                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
4393                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
4394         }
4395 }
4396 #endif
4397
4398 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4399                                 unsigned long long val)
4400 {
4401         int retry_count;
4402         u64 memswlimit, memlimit;
4403         int ret = 0;
4404         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4405         u64 curusage, oldusage;
4406         int enlarge;
4407
4408         /*
4409          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
4410          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
4411          * of # of children which we should visit in this loop.
4412          */
4413         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
4414
4415         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4416
4417         enlarge = 0;
4418         while (retry_count) {
4419                 if (signal_pending(current)) {
4420                         ret = -EINTR;
4421                         break;
4422                 }
4423                 /*
4424                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4425                  * open coded manner. You see what this really does.
4426                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4427                  */
4428                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4429                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4430                 if (memswlimit < val) {
4431                         ret = -EINVAL;
4432                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4433                         break;
4434                 }
4435
4436                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4437                 if (memlimit < val)
4438                         enlarge = 1;
4439
4440                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
4441                 if (!ret) {
4442                         if (memswlimit == val)
4443                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4444                         else
4445                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4446                 }
4447                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4448
4449                 if (!ret)
4450                         break;
4451
4452                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4453                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4454                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4455                 /* Usage is reduced ? */
4456                 if (curusage >= oldusage)
4457                         retry_count--;
4458                 else
4459                         oldusage = curusage;
4460         }
4461         if (!ret && enlarge)
4462                 memcg_oom_recover(memcg);
4463
4464         return ret;
4465 }
4466
4467 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4468                                         unsigned long long val)
4469 {
4470         int retry_count;
4471         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
4472         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
4473         int ret = -EBUSY;
4474         int enlarge = 0;
4475
4476         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
4477         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4478         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4479         while (retry_count) {
4480                 if (signal_pending(current)) {
4481                         ret = -EINTR;
4482                         break;
4483                 }
4484                 /*
4485                  * Rather than hide all in some function, I do this in
4486                  * open coded manner. You see what this really does.
4487                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
4488                  */
4489                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
4490                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4491                 if (memlimit > val) {
4492                         ret = -EINVAL;
4493                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4494                         break;
4495                 }
4496                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4497                 if (memswlimit < val)
4498                         enlarge = 1;
4499                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
4500                 if (!ret) {
4501                         if (memlimit == val)
4502                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
4503                         else
4504                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
4505                 }
4506                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4507
4508                 if (!ret)
4509                         break;
4510
4511                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
4512                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
4513                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
4514                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4515                 /* Usage is reduced ? */
4516                 if (curusage >= oldusage)
4517                         retry_count--;
4518                 else
4519                         oldusage = curusage;
4520         }
4521         if (!ret && enlarge)
4522                 memcg_oom_recover(memcg);
4523         return ret;
4524 }
4525
4526 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
4527                                             gfp_t gfp_mask,
4528                                             unsigned long *total_scanned)
4529 {
4530         unsigned long nr_reclaimed = 0;
4531         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
4532         unsigned long reclaimed;
4533         int loop = 0;
4534         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
4535         unsigned long long excess;
4536         unsigned long nr_scanned;
4537
4538         if (order > 0)
4539                 return 0;
4540
4541         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
4542         /*
4543          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
4544          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
4545          * pressure
4546          */
4547         do {
4548                 if (next_mz)
4549                         mz = next_mz;
4550                 else
4551                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4552                 if (!mz)
4553                         break;
4554
4555                 nr_scanned = 0;
4556                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
4557                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
4558                 nr_reclaimed += reclaimed;
4559                 *total_scanned += nr_scanned;
4560                 spin_lock(&mctz->lock);
4561
4562                 /*
4563                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
4564                  * it is time to move on to the next cgroup
4565                  */
4566                 next_mz = NULL;
4567                 if (!reclaimed) {
4568                         do {
4569                                 /*
4570                                  * Loop until we find yet another one.
4571                                  *
4572                                  * By the time we get the soft_limit lock
4573                                  * again, someone might have aded the
4574                                  * group back on the RB tree. Iterate to
4575                                  * make sure we get a different mem.
4576                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
4577                                  * NULL if no other cgroup is present on
4578                                  * the tree
4579                                  */
4580                                 next_mz =
4581                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
4582                                 if (next_mz == mz)
4583                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
4584                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
4585                                         break;
4586                         } while (1);
4587                 }
4588                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
4589                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
4590                 /*
4591                  * One school of thought says that we should not add
4592                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
4593                  * But our reclaim could return 0, simply because due
4594                  * to priority we are exposing a smaller subset of
4595                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
4596                  * term TODO.
4597                  */
4598                 /* If excess == 0, no tree ops */
4599                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
4600                 spin_unlock(&mctz->lock);
4601                 css_put(&mz->memcg->css);
4602                 loop++;
4603                 /*
4604                  * Could not reclaim anything and there are no more
4605                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
4606                  * reclaiming anything.
4607                  */
4608                 if (!nr_reclaimed &&
4609                         (next_mz == NULL ||
4610                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
4611                         break;
4612         } while (!nr_reclaimed);
4613         if (next_mz)
4614                 css_put(&next_mz->memcg->css);
4615         return nr_reclaimed;
4616 }
4617
4618 /**
4619  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
4620  * @memcg: group to clear
4621  * @node: NUMA node
4622  * @zid: zone id
4623  * @lru: lru to to clear
4624  *
4625  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
4626  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
4627  * group.
4628  */
4629 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
4630                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
4631 {
4632         struct lruvec *lruvec;
4633         unsigned long flags;
4634         struct list_head *list;
4635         struct page *busy;
4636         struct zone *zone;
4637
4638         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
4639         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
4640         list = &lruvec->lists[lru];
4641
4642         busy = NULL;
4643         do {
4644                 struct page_cgroup *pc;
4645                 struct page *page;
4646
4647                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
4648                 if (list_empty(list)) {
4649                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4650                         break;
4651                 }
4652                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
4653                 if (busy == page) {
4654                         list_move(&page->lru, list);
4655                         busy = NULL;
4656                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4657                         continue;
4658                 }
4659                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
4660
4661                 pc = lookup_page_cgroup(page);
4662
4663                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
4664                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
4665                         busy = page;
4666                         cond_resched();
4667                 } else
4668                         busy = NULL;
4669         } while (!list_empty(list));
4670 }
4671
4672 /*
4673  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4674  * all the charges and pages to the parent.
4675  * This enables deleting this mem_cgroup.
4676  *
4677  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4678  */
4679 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4680 {
4681         int node, zid;
4682         u64 usage;
4683
4684         do {
4685                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4686                 lru_add_drain_all();
4687                 drain_all_stock_sync(memcg);
4688                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4689                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4690                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4691                                 enum lru_list lru;
4692                                 for_each_lru(lru) {
4693                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4694                                                         node, zid, lru);
4695                                 }
4696                         }
4697                 }
4698                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4699                 memcg_oom_recover(memcg);
4700                 cond_resched();
4701
4702                 /*
4703                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4704                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4705                  * expect their value to drop to 0 here.
4706                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4707                  *
4708                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4709                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4710                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4711                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4712                  * charge before adding to the LRU.
4713                  */
4714                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4715                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4716         } while (usage > 0);
4717 }
4718
4719 /*
4720  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4721  * the rest to the parent.
4722  *
4723  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4724  */
4725 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4726 {
4727         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4728         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
4729
4730         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
4731         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
4732                 return -EBUSY;
4733
4734         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4735         lru_add_drain_all();
4736         /* try to free all pages in this cgroup */
4737         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4738                 int progress;
4739
4740                 if (signal_pending(current))
4741                         return -EINTR;
4742
4743                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4744                                                 false);
4745                 if (!progress) {
4746                         nr_retries--;
4747                         /* maybe some writeback is necessary */
4748                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4749                 }
4750
4751         }
4752         lru_add_drain();
4753         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
4754
4755         return 0;
4756 }
4757
4758 static int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4759 {
4760         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4761         int ret;
4762
4763         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4764                 return -EINVAL;
4765         css_get(&memcg->css);
4766         ret = mem_cgroup_force_empty(memcg);
4767         css_put(&memcg->css);
4768
4769         return ret;
4770 }
4771
4772
4773 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
4774 {
4775         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
4776 }
4777
4778 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4779                                         u64 val)
4780 {
4781         int retval = 0;
4782         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4783         struct cgroup *parent = cont->parent;
4784         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
4785
4786         if (parent)
4787                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
4788
4789         cgroup_lock();
4790
4791         if (memcg->use_hierarchy == val)
4792                 goto out;
4793
4794         /*
4795          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4796          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4797          * occur, provided the current cgroup has no children.
4798          *
4799          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4800          * set if there are no children.
4801          */
4802         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4803                                 (val == 1 || val == 0)) {
4804                 if (list_empty(&cont->children))
4805                         memcg->use_hierarchy = val;
4806                 else
4807                         retval = -EBUSY;
4808         } else
4809                 retval = -EINVAL;
4810
4811 out:
4812         cgroup_unlock();
4813
4814         return retval;
4815 }
4816
4817
4818 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
4819                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
4820 {
4821         struct mem_cgroup *iter;
4822         long val = 0;
4823
4824         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
4825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4826                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
4827
4828         if (val < 0) /* race ? */
4829                 val = 0;
4830         return val;
4831 }
4832
4833 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4834 {
4835         u64 val;
4836
4837         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4838                 if (!swap)
4839                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4840                 else
4841                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4842         }
4843
4844         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4845         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4846
4847         if (swap)
4848                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
4849
4850         return val << PAGE_SHIFT;
4851 }
4852
4853 static ssize_t mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4854                                struct file *file, char __user *buf,
4855                                size_t nbytes, loff_t *ppos)
4856 {
4857         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4858         char str[64];
4859         u64 val;
4860         int name, len;
4861         enum res_type type;
4862
4863         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4864         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4865
4866         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
4867                 return -EOPNOTSUPP;
4868
4869         switch (type) {
4870         case _MEM:
4871                 if (name == RES_USAGE)
4872                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4873                 else
4874                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4875                 break;
4876         case _MEMSWAP:
4877                 if (name == RES_USAGE)
4878                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4879                 else
4880                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4881                 break;
4882         case _KMEM:
4883                 val = res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4884                 break;
4885         default:
4886                 BUG();
4887         }
4888
4889         len = scnprintf(str, sizeof(str), "%llu\n", (unsigned long long)val);
4890         return simple_read_from_buffer(buf, nbytes, ppos, str, len);
4891 }
4892
4893 static int memcg_update_kmem_limit(struct cgroup *cont, u64 val)
4894 {
4895         int ret = -EINVAL;
4896 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4897         bool must_inc_static_branch = false;
4898
4899         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4900         /*
4901          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4902          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4903          * already joined.
4904          *
4905          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4906          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4907          * place, which makes the value quite meaningless.
4908          *
4909          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4910          * of course permitted.
4911          *
4912          * Taking the cgroup_lock is really offensive, but it is so far the only
4913          * way to guarantee that no children will appear. There are plenty of
4914          * other offenders, and they should all go away. Fine grained locking
4915          * is probably the way to go here. When we are fully hierarchical, we
4916          * can also get rid of the use_hierarchy check.
4917          */
4918         cgroup_lock();
4919         mutex_lock(&set_limit_mutex);
4920         if (!memcg->kmem_account_flags && val != RESOURCE_MAX) {
4921                 if (cgroup_task_count(cont) || (memcg->use_hierarchy &&
4922                                                 !list_empty(&cont->children))) {
4923                         ret = -EBUSY;
4924                         goto out;
4925                 }
4926                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4927                 VM_BUG_ON(ret);
4928
4929                 ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
4930                 if (ret) {
4931                         res_counter_set_limit(&memcg->kmem, RESOURCE_MAX);
4932                         goto out;
4933                 }
4934                 must_inc_static_branch = true;
4935                 /*
4936                  * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4937                  * pages, for instance, a page contain objects from various
4938                  * processes, so it is unfeasible to migrate them away. We
4939                  * need to reference count the memcg because of that.
4940                  */
4941                 mem_cgroup_get(memcg);
4942         } else
4943                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4944 out:
4945         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
4946         cgroup_unlock();
4947
4948         /*
4949          * We are by now familiar with the fact that we can't inc the static
4950          * branch inside cgroup_lock. See disarm functions for details. A
4951          * worker here is overkill, but also wrong: After the limit is set, we
4952          * must start accounting right away. Since this operation can't fail,
4953          * we can safely defer it to here - no rollback will be needed.
4954          *
4955          * The boolean used to control this is also safe, because
4956          * KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED guarantees that only one process will be
4957          * able to set it to true;
4958          */
4959         if (must_inc_static_branch) {
4960                 static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4961                 /*
4962                  * setting the active bit after the inc will guarantee no one
4963                  * starts accounting before all call sites are patched
4964                  */
4965                 memcg_kmem_set_active(memcg);
4966         }
4967
4968 #endif
4969         return ret;
4970 }
4971
4972 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4973 {
4974         int ret = 0;
4975         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4976         if (!parent)
4977                 goto out;
4978
4979         memcg->kmem_account_flags = parent->kmem_account_flags;
4980 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4981         /*
4982          * When that happen, we need to disable the static branch only on those
4983          * memcgs that enabled it. To achieve this, we would be forced to
4984          * complicate the code by keeping track of which memcgs were the ones
4985          * that actually enabled limits, and which ones got it from its
4986          * parents.
4987          *
4988          * It is a lot simpler just to do static_key_slow_inc() on every child
4989          * that is accounted.
4990          */
4991         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4992                 goto out;
4993
4994         /*
4995          * destroy(), called if we fail, will issue static_key_slow_inc() and
4996          * mem_cgroup_put() if kmem is enabled. We have to either call them
4997          * unconditionally, or clear the KMEM_ACTIVE flag. I personally find
4998          * this more consistent, since it always leads to the same destroy path
4999          */
5000         mem_cgroup_get(memcg);
5001         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
5002
5003         mutex_lock(&set_limit_mutex);
5004         ret = memcg_update_cache_sizes(memcg);
5005         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
5006 #endif
5007 out:
5008         return ret;
5009 }
5010
5011 /*
5012  * The user of this function is...
5013  * RES_LIMIT.
5014  */
5015 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5016                             const char *buffer)
5017 {
5018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5019         enum res_type type;
5020         int name;
5021         unsigned long long val;
5022         int ret;
5023
5024         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5025         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
5026
5027         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5028                 return -EOPNOTSUPP;
5029
5030         switch (name) {
5031         case RES_LIMIT:
5032                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
5033                         ret = -EINVAL;
5034                         break;
5035                 }
5036                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
5037                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5038                 if (ret)
5039                         break;
5040                 if (type == _MEM)
5041                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
5042                 else if (type == _MEMSWAP)
5043                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
5044                 else if (type == _KMEM)
5045                         ret = memcg_update_kmem_limit(cont, val);
5046                 else
5047                         return -EINVAL;
5048                 break;
5049         case RES_SOFT_LIMIT:
5050                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
5051                 if (ret)
5052                         break;
5053                 /*
5054                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
5055                  * of semantics, for now, we support soft limits for
5056                  * control without swap
5057                  */
5058                 if (type == _MEM)
5059                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
5060                 else
5061                         ret = -EINVAL;
5062                 break;
5063         default:
5064                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
5065                 break;
5066         }
5067         return ret;
5068 }
5069
5070 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
5071                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
5072 {
5073         struct cgroup *cgroup;
5074         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
5075
5076         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5077         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5078         cgroup = memcg->css.cgroup;
5079         if (!memcg->use_hierarchy)
5080                 goto out;
5081
5082         while (cgroup->parent) {
5083                 cgroup = cgroup->parent;
5084                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5085                 if (!memcg->use_hierarchy)
5086                         break;
5087                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
5088                 min_limit = min(min_limit, tmp);
5089                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
5090                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
5091         }
5092 out:
5093         *mem_limit = min_limit;
5094         *memsw_limit = min_memsw_limit;
5095 }
5096
5097 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
5098 {
5099         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5100         int name;
5101         enum res_type type;
5102
5103         type = MEMFILE_TYPE(event);
5104         name = MEMFILE_ATTR(event);
5105
5106         if (!do_swap_account && type == _MEMSWAP)
5107                 return -EOPNOTSUPP;
5108
5109         switch (name) {
5110         case RES_MAX_USAGE:
5111                 if (type == _MEM)
5112                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
5113                 else if (type == _MEMSWAP)
5114                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
5115                 else if (type == _KMEM)
5116                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
5117                 else
5118                         return -EINVAL;
5119                 break;
5120         case RES_FAILCNT:
5121                 if (type == _MEM)
5122                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
5123                 else if (type == _MEMSWAP)
5124                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
5125                 else if (type == _KMEM)
5126                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
5127                 else
5128                         return -EINVAL;
5129                 break;
5130         }
5131
5132         return 0;
5133 }
5134
5135 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
5136                                         struct cftype *cft)
5137 {
5138         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
5139 }
5140
5141 #ifdef CONFIG_MMU
5142 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5143                                         struct cftype *cft, u64 val)
5144 {
5145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5146
5147         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
5148                 return -EINVAL;
5149         /*
5150          * We check this value several times in both in can_attach() and
5151          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
5152          * inconsistent.
5153          */
5154         cgroup_lock();
5155         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
5156         cgroup_unlock();
5157
5158         return 0;
5159 }
5160 #else
5161 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
5162                                         struct cftype *cft, u64 val)
5163 {
5164         return -ENOSYS;
5165 }
5166 #endif
5167
5168 #ifdef CONFIG_NUMA
5169 static int memcg_numa_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5170                                       struct seq_file *m)
5171 {
5172         int nid;
5173         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
5174         unsigned long node_nr;
5175         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5176
5177         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
5178         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
5179         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5180                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
5181                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5182         }
5183         seq_putc(m, '\n');
5184
5185         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
5186         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
5187         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5188                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5189                                 LRU_ALL_FILE);
5190                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5191         }
5192         seq_putc(m, '\n');
5193
5194         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
5195         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
5196         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5197                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5198                                 LRU_ALL_ANON);
5199                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5200         }
5201         seq_putc(m, '\n');
5202
5203         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5204         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
5205         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5206                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
5207                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
5208                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
5209         }
5210         seq_putc(m, '\n');
5211         return 0;
5212 }
5213 #endif /* CONFIG_NUMA */
5214
5215 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
5216         "inactive_anon",
5217         "active_anon",
5218         "inactive_file",
5219         "active_file",
5220         "unevictable",
5221 };
5222
5223 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
5224 {
5225         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
5226 }
5227
5228 static int memcg_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
5229                                  struct seq_file *m)
5230 {
5231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5232         struct mem_cgroup *mi;
5233         unsigned int i;
5234
5235         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5236                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5237                         continue;
5238                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
5239                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
5240         }
5241
5242         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
5243                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
5244                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
5245
5246         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5247                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5248                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
5249
5250         /* Hierarchical information */
5251         {
5252                 unsigned long long limit, memsw_limit;
5253                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
5254                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
5255                 if (do_swap_account)
5256                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
5257                                    memsw_limit);
5258         }
5259
5260         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
5261                 long long val = 0;
5262
5263                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
5264                         continue;
5265                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5266                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
5267                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
5268         }
5269
5270         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
5271                 unsigned long long val = 0;
5272
5273                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5274                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
5275                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
5276                            mem_cgroup_events_names[i], val);
5277         }
5278
5279         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5280                 unsigned long long val = 0;
5281
5282                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5283                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
5284                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
5285         }
5286
5287 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
5288         {
5289                 int nid, zid;
5290                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5291                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
5292                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
5293                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
5294
5295                 for_each_online_node(nid)
5296                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
5297                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
5298                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
5299
5300                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
5301                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
5302                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
5303                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
5304                         }
5305                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
5306                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
5307                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
5308                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
5309         }
5310 #endif
5311
5312         return 0;
5313 }
5314
5315 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5318
5319         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
5320 }
5321
5322 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
5323                                        u64 val)
5324 {
5325         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5326         struct mem_cgroup *parent;
5327
5328         if (val > 100)
5329                 return -EINVAL;
5330
5331         if (cgrp->parent == NULL)
5332                 return -EINVAL;
5333
5334         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5335
5336         cgroup_lock();
5337
5338         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
5339         if ((parent->use_hierarchy) ||
5340             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
5341                 cgroup_unlock();
5342                 return -EINVAL;
5343         }
5344
5345         memcg->swappiness = val;
5346
5347         cgroup_unlock();
5348
5349         return 0;
5350 }
5351
5352 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
5353 {
5354         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
5355         u64 usage;
5356         int i;
5357
5358         rcu_read_lock();
5359         if (!swap)
5360                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
5361         else
5362                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
5363
5364         if (!t)
5365                 goto unlock;
5366
5367         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
5368
5369         /*
5370          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
5371          * If it's not true, a threshold was crossed after last
5372          * call of __mem_cgroup_threshold().
5373          */
5374         i = t->current_threshold;
5375
5376         /*
5377          * Iterate backward over array of thresholds starting from
5378          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
5379          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
5380          * only one element of the array here.
5381          */
5382         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
5383                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5384
5385         /* i = current_threshold + 1 */
5386         i++;
5387
5388         /*
5389          * Iterate forward over array of thresholds starting from
5390          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
5391          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
5392          * only one element of the array here.
5393          */
5394         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
5395                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
5396
5397         /* Update current_threshold */
5398         t->current_threshold = i - 1;
5399 unlock:
5400         rcu_read_unlock();
5401 }
5402
5403 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
5404 {
5405         while (memcg) {
5406                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
5407                 if (do_swap_account)
5408                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
5409
5410                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5411         }
5412 }
5413
5414 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
5415 {
5416         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
5417         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
5418
5419         return _a->threshold - _b->threshold;
5420 }
5421
5422 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
5423 {
5424         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
5425
5426         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
5427                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
5428         return 0;
5429 }
5430
5431 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
5432 {
5433         struct mem_cgroup *iter;
5434
5435         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
5436                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
5437 }
5438
5439 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
5440         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5441 {
5442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5443         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5444         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5445         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5446         u64 threshold, usage;
5447         int i, size, ret;
5448
5449         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
5450         if (ret)
5451                 return ret;
5452
5453         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5454
5455         if (type == _MEM)
5456                 thresholds = &memcg->thresholds;
5457         else if (type == _MEMSWAP)
5458                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5459         else
5460                 BUG();
5461
5462         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5463
5464         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
5465         if (thresholds->primary)
5466                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5467
5468         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
5469
5470         /* Allocate memory for new array of thresholds */
5471         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5472                         GFP_KERNEL);
5473         if (!new) {
5474                 ret = -ENOMEM;
5475                 goto unlock;
5476         }
5477         new->size = size;
5478
5479         /* Copy thresholds (if any) to new array */
5480         if (thresholds->primary) {
5481                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
5482                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
5483         }
5484
5485         /* Add new threshold */
5486         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
5487         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
5488
5489         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
5490         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
5491                         compare_thresholds, NULL);
5492
5493         /* Find current threshold */
5494         new->current_threshold = -1;
5495         for (i = 0; i < size; i++) {
5496                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
5497                         /*
5498                          * new->current_threshold will not be used until
5499                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5500                          * it here.
5501                          */
5502                         ++new->current_threshold;
5503                 } else
5504                         break;
5505         }
5506
5507         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
5508         kfree(thresholds->spare);
5509         thresholds->spare = thresholds->primary;
5510
5511         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5512
5513         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5514         synchronize_rcu();
5515
5516 unlock:
5517         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5518
5519         return ret;
5520 }
5521
5522 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5523         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5524 {
5525         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5526         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
5527         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
5528         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5529         u64 usage;
5530         int i, j, size;
5531
5532         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
5533         if (type == _MEM)
5534                 thresholds = &memcg->thresholds;
5535         else if (type == _MEMSWAP)
5536                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
5537         else
5538                 BUG();
5539
5540         if (!thresholds->primary)
5541                 goto unlock;
5542
5543         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
5544
5545         /* Check if a threshold crossed before removing */
5546         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
5547
5548         /* Calculate new number of threshold */
5549         size = 0;
5550         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5551                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
5552                         size++;
5553         }
5554
5555         new = thresholds->spare;
5556
5557         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
5558         if (!size) {
5559                 kfree(new);
5560                 new = NULL;
5561                 goto swap_buffers;
5562         }
5563
5564         new->size = size;
5565
5566         /* Copy thresholds and find current threshold */
5567         new->current_threshold = -1;
5568         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
5569                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
5570                         continue;
5571
5572                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
5573                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
5574                         /*
5575                          * new->current_threshold will not be used
5576                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
5577                          * it here.
5578                          */
5579                         ++new->current_threshold;
5580                 }
5581                 j++;
5582         }
5583
5584 swap_buffers:
5585         /* Swap primary and spare array */
5586         thresholds->spare = thresholds->primary;
5587         /* If all events are unregistered, free the spare array */
5588         if (!new) {
5589                 kfree(thresholds->spare);
5590                 thresholds->spare = NULL;
5591         }
5592
5593         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
5594
5595         /* To be sure that nobody uses thresholds */
5596         synchronize_rcu();
5597 unlock:
5598         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
5599 }
5600
5601 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
5602         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
5603 {
5604         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5605         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
5606         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5607
5608         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5609         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5610         if (!event)
5611                 return -ENOMEM;
5612
5613         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5614
5615         event->eventfd = eventfd;
5616         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
5617
5618         /* already in OOM ? */
5619         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5620                 eventfd_signal(eventfd, 1);
5621         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5622
5623         return 0;
5624 }
5625
5626 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
5627         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
5628 {
5629         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5630         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
5631         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
5632
5633         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
5634
5635         spin_lock(&memcg_oom_lock);
5636
5637         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
5638                 if (ev->eventfd == eventfd) {
5639                         list_del(&ev->list);
5640                         kfree(ev);
5641                 }
5642         }
5643
5644         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
5645 }
5646
5647 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
5648         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
5649 {
5650         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5651
5652         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
5653
5654         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
5655                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
5656         else
5657                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
5658         return 0;
5659 }
5660
5661 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
5662         struct cftype *cft, u64 val)
5663 {
5664         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
5665         struct mem_cgroup *parent;
5666
5667         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
5668         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
5669                 return -EINVAL;
5670
5671         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
5672
5673         cgroup_lock();
5674         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
5675         if ((parent->use_hierarchy) ||
5676             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
5677                 cgroup_unlock();
5678                 return -EINVAL;
5679         }
5680         memcg->oom_kill_disable = val;
5681         if (!val)
5682                 memcg_oom_recover(memcg);
5683         cgroup_unlock();
5684         return 0;
5685 }
5686
5687 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5688 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5689 {
5690         int ret;
5691
5692         memcg->kmemcg_id = -1;
5693         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
5694         if (ret)
5695                 return ret;
5696
5697         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
5698 };
5699
5700 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5701 {
5702         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
5703
5704         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5705
5706         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5707                 return;
5708
5709         /*
5710          * Charges already down to 0, undo mem_cgroup_get() done in the charge
5711          * path here, being careful not to race with memcg_uncharge_kmem: it is
5712          * possible that the charges went down to 0 between mark_dead and the
5713          * res_counter read, so in that case, we don't need the put
5714          */
5715         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5716                 mem_cgroup_put(memcg);
5717 }
5718 #else
5719 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5720 {
5721         return 0;
5722 }
5723
5724 static void kmem_cgroup_destroy(struct mem_cgroup *memcg)
5725 {
5726 }
5727 #endif
5728
5729 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5730         {
5731                 .name = "usage_in_bytes",
5732                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5733                 .read = mem_cgroup_read,
5734                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5735                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5736         },
5737         {
5738                 .name = "max_usage_in_bytes",
5739                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5740                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5741                 .read = mem_cgroup_read,
5742         },
5743         {
5744                 .name = "limit_in_bytes",
5745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5746                 .write_string = mem_cgroup_write,
5747                 .read = mem_cgroup_read,
5748         },
5749         {
5750                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5751                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5752                 .write_string = mem_cgroup_write,
5753                 .read = mem_cgroup_read,
5754         },
5755         {
5756                 .name = "failcnt",
5757                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5758                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5759                 .read = mem_cgroup_read,
5760         },
5761         {
5762                 .name = "stat",
5763                 .read_seq_string = memcg_stat_show,
5764         },
5765         {
5766                 .name = "force_empty",
5767                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
5768         },
5769         {
5770                 .name = "use_hierarchy",
5771                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5772                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5773         },
5774         {
5775                 .name = "swappiness",
5776                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5777                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5778         },
5779         {
5780                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5781                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5782                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5783         },
5784         {
5785                 .name = "oom_control",
5786                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
5787                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5788                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
5789                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
5790                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5791         },
5792 #ifdef CONFIG_NUMA
5793         {
5794                 .name = "numa_stat",
5795                 .read_seq_string = memcg_numa_stat_show,
5796         },
5797 #endif
5798 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5799         {
5800                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5801                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5802                 .read = mem_cgroup_read,
5803                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
5804                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
5805         },
5806         {
5807                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5808                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5809                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5810                 .read = mem_cgroup_read,
5811         },
5812         {
5813                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5814                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5815                 .write_string = mem_cgroup_write,
5816                 .read = mem_cgroup_read,
5817         },
5818         {
5819                 .name = "memsw.failcnt",
5820                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5821                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5822                 .read = mem_cgroup_read,
5823         },
5824 #endif
5825 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5826         {
5827                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5828                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5829                 .write_string = mem_cgroup_write,
5830                 .read = mem_cgroup_read,
5831         },
5832         {
5833                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5834                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5835                 .read = mem_cgroup_read,
5836         },
5837         {
5838                 .name = "kmem.failcnt",
5839                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5840                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5841                 .read = mem_cgroup_read,
5842         },
5843         {
5844                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5845                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5846                 .trigger = mem_cgroup_reset,
5847                 .read = mem_cgroup_read,
5848         },
5849 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5850         {
5851                 .name = "kmem.slabinfo",
5852                 .read_seq_string = mem_cgroup_slabinfo_read,
5853         },
5854 #endif
5855 #endif
5856         { },    /* terminate */
5857 };
5858
5859 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5860 {
5861         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5862         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5863         int zone, tmp = node;
5864         /*
5865          * This routine is called against possible nodes.
5866          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5867          *
5868          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5869          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5870          *       function.
5871          */
5872         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5873                 tmp = -1;
5874         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5875         if (!pn)
5876                 return 1;
5877
5878         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5879                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5880                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5881                 mz->usage_in_excess = 0;
5882                 mz->on_tree = false;
5883                 mz->memcg = memcg;
5884         }
5885         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
5886         return 0;
5887 }
5888
5889 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5890 {
5891         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
5892 }
5893
5894 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5895 {
5896         struct mem_cgroup *memcg;
5897         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
5898
5899         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
5900         if (size < PAGE_SIZE)
5901                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5902         else
5903                 memcg = vzalloc(size);
5904
5905         if (!memcg)
5906                 return NULL;
5907
5908         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5909         if (!memcg->stat)
5910                 goto out_free;
5911         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5912         return memcg;
5913
5914 out_free:
5915         if (size < PAGE_SIZE)
5916                 kfree(memcg);
5917         else
5918                 vfree(memcg);
5919         return NULL;
5920 }
5921
5922 /*
5923  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5924  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5925  *
5926  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5927  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5928  * it goes down to 0.
5929  *
5930  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5931  */
5932
5933 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5934 {
5935         int node;
5936         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
5937
5938         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5939         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
5940
5941         for_each_node(node)
5942                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5943
5944         free_percpu(memcg->stat);
5945
5946         /*
5947          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5948          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5949          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5950          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5951          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5952          *
5953          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5954          * to move this code around, and make sure it is outside
5955          * the cgroup_lock.
5956          */
5957         disarm_static_keys(memcg);
5958         if (size < PAGE_SIZE)
5959                 kfree(memcg);
5960         else
5961                 vfree(memcg);
5962 }
5963
5964
5965 /*
5966  * Helpers for freeing a kmalloc()ed/vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
5967  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
5968  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
5969  */
5970 static void free_work(struct work_struct *work)
5971 {
5972         struct mem_cgroup *memcg;
5973
5974         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
5975         __mem_cgroup_free(memcg);
5976 }
5977
5978 static void free_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
5979 {
5980         struct mem_cgroup *memcg;
5981
5982         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
5983         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, free_work);
5984         schedule_work(&memcg->work_freeing);
5985 }
5986
5987 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
5988 {
5989         atomic_inc(&memcg->refcnt);
5990 }
5991
5992 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
5993 {
5994         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
5995                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5996                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, free_rcu);
5997                 if (parent)
5998                         mem_cgroup_put(parent);
5999         }
6000 }
6001
6002 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
6003 {
6004         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
6005 }
6006
6007 /*
6008  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
6009  */
6010 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
6011 {
6012         if (!memcg->res.parent)
6013                 return NULL;
6014         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
6015 }
6016 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
6017
6018 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6019 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6020 {
6021         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
6022                 do_swap_account = 1;
6023 }
6024 #else
6025 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6026 {
6027 }
6028 #endif
6029
6030 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
6031 {
6032         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6033         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
6034         int tmp, node, zone;
6035
6036         for_each_node(node) {
6037                 tmp = node;
6038                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
6039                         tmp = -1;
6040                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
6041                 if (!rtpn)
6042                         goto err_cleanup;
6043
6044                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6045
6046                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
6047                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
6048                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
6049                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
6050                 }
6051         }
6052         return 0;
6053
6054 err_cleanup:
6055         for_each_node(node) {
6056                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
6057                         break;
6058                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
6059                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
6060         }
6061         return 1;
6062
6063 }
6064
6065 static struct cgroup_subsys_state * __ref
6066 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup *cont)
6067 {
6068         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
6069         long error = -ENOMEM;
6070         int node;
6071
6072         memcg = mem_cgroup_alloc();
6073         if (!memcg)
6074                 return ERR_PTR(error);
6075
6076         for_each_node(node)
6077                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
6078                         goto free_out;
6079
6080         /* root ? */
6081         if (cont->parent == NULL) {
6082                 int cpu;
6083                 enable_swap_cgroup();
6084                 parent = NULL;
6085                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
6086                         goto free_out;
6087                 root_mem_cgroup = memcg;
6088                 for_each_possible_cpu(cpu) {
6089                         struct memcg_stock_pcp *stock =
6090                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
6091                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
6092                 }
6093         } else {
6094                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
6095                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
6096                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
6097         }
6098
6099         if (parent && parent->use_hierarchy) {
6100                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
6101                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
6102                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
6103
6104                 /*
6105                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
6106                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
6107                  * This refcnt will be decremented when freeing this
6108                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
6109                  */
6110                 mem_cgroup_get(parent);
6111         } else {
6112                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
6113                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
6114                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
6115                 /*
6116                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
6117                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
6118                  * unfortunate state in our controller.
6119                  */
6120                 if (parent && parent != root_mem_cgroup)
6121                         mem_cgroup_subsys.broken_hierarchy = true;
6122         }
6123         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
6124         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
6125
6126         if (parent)
6127                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
6128         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
6129         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
6130         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
6131         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
6132
6133         error = memcg_init_kmem(memcg, &mem_cgroup_subsys);
6134         if (error) {
6135                 /*
6136                  * We call put now because our (and parent's) refcnts
6137                  * are already in place. mem_cgroup_put() will internally
6138                  * call __mem_cgroup_free, so return directly
6139                  */
6140                 mem_cgroup_put(memcg);
6141                 return ERR_PTR(error);
6142         }
6143         return &memcg->css;
6144 free_out:
6145         __mem_cgroup_free(memcg);
6146         return ERR_PTR(error);
6147 }
6148
6149 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup *cont)
6150 {
6151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6152
6153         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
6154         mem_cgroup_destroy_all_caches(memcg);
6155 }
6156
6157 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup *cont)
6158 {
6159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
6160
6161         kmem_cgroup_destroy(memcg);
6162
6163         mem_cgroup_put(memcg);
6164 }
6165
6166 #ifdef CONFIG_MMU
6167 /* Handlers for move charge at task migration. */
6168 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
6169 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
6170 {
6171         int ret = 0;
6172         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6173         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
6174
6175         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6176                 mc.precharge += count;
6177                 /* we don't need css_get for root */
6178                 return ret;
6179         }
6180         /* try to charge at once */
6181         if (count > 1) {
6182                 struct res_counter *dummy;
6183                 /*
6184                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
6185                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
6186                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
6187                  * css_get().
6188                  */
6189                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
6190                         goto one_by_one;
6191                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
6192                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
6193                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
6194                         goto one_by_one;
6195                 }
6196                 mc.precharge += count;
6197                 return ret;
6198         }
6199 one_by_one:
6200         /* fall back to one by one charge */
6201         while (count--) {
6202                 if (signal_pending(current)) {
6203                         ret = -EINTR;
6204                         break;
6205                 }
6206                 if (!batch_count--) {
6207                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
6208                         cond_resched();
6209                 }
6210                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
6211                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
6212                 if (ret)
6213                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
6214                         return ret;
6215                 mc.precharge++;
6216         }
6217         return ret;
6218 }
6219
6220 /**
6221  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6222  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6223  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6224  * @ptent: the pte to be checked
6225  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6226  *
6227  * Returns
6228  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
6229  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
6230  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
6231  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
6232  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
6233  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
6234  *     in target->ent.
6235  *
6236  * Called with pte lock held.
6237  */
6238 union mc_target {
6239         struct page     *page;
6240         swp_entry_t     ent;
6241 };
6242
6243 enum mc_target_type {
6244         MC_TARGET_NONE = 0,
6245         MC_TARGET_PAGE,
6246         MC_TARGET_SWAP,
6247 };
6248
6249 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
6250                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
6251 {
6252         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
6253
6254         if (!page || !page_mapped(page))
6255                 return NULL;
6256         if (PageAnon(page)) {
6257                 /* we don't move shared anon */
6258                 if (!move_anon())
6259                         return NULL;
6260         } else if (!move_file())
6261                 /* we ignore mapcount for file pages */
6262                 return NULL;
6263         if (!get_page_unless_zero(page))
6264                 return NULL;
6265
6266         return page;
6267 }
6268
6269 #ifdef CONFIG_SWAP
6270 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6271                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6272 {
6273         struct page *page = NULL;
6274         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
6275
6276         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
6277                 return NULL;
6278         /*
6279          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
6280          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
6281          */
6282         page = find_get_page(&swapper_space, ent.val);
6283         if (do_swap_account)
6284                 entry->val = ent.val;
6285
6286         return page;
6287 }
6288 #else
6289 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
6290                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6291 {
6292         return NULL;
6293 }
6294 #endif
6295
6296 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
6297                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
6298 {
6299         struct page *page = NULL;
6300         struct address_space *mapping;
6301         pgoff_t pgoff;
6302
6303         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
6304                 return NULL;
6305         if (!move_file())
6306                 return NULL;
6307
6308         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
6309         if (pte_none(ptent))
6310                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
6311         else /* pte_file(ptent) is true */
6312                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
6313
6314         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
6315         page = find_get_page(mapping, pgoff);
6316
6317 #ifdef CONFIG_SWAP
6318         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
6319         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
6320                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
6321                 if (do_swap_account)
6322                         *entry = swap;
6323                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
6324         }
6325 #endif
6326         return page;
6327 }
6328
6329 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6330                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6331 {
6332         struct page *page = NULL;
6333         struct page_cgroup *pc;
6334         enum mc_target_type