]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm: memcontrol: remove synchronous stock draining code
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct reclaim_iter {
147         struct mem_cgroup *position;
148         /* scan generation, increased every round-trip */
149         unsigned int generation;
150 };
151
152 /*
153  * per-zone information in memory controller.
154  */
155 struct mem_cgroup_per_zone {
156         struct lruvec           lruvec;
157         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
158
159         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
160
161         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
162         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
163                                                 /* the soft limit is exceeded*/
164         bool                    on_tree;
165         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
166                                                 /* use container_of        */
167 };
168
169 struct mem_cgroup_per_node {
170         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
171 };
172
173 /*
174  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
175  * their hierarchy representation
176  */
177
178 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
179         struct rb_root rb_root;
180         spinlock_t lock;
181 };
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_node {
184         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_tree {
188         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
189 };
190
191 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
192
193 struct mem_cgroup_threshold {
194         struct eventfd_ctx *eventfd;
195         unsigned long threshold;
196 };
197
198 /* For threshold */
199 struct mem_cgroup_threshold_ary {
200         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
201         int current_threshold;
202         /* Size of entries[] */
203         unsigned int size;
204         /* Array of thresholds */
205         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_thresholds {
209         /* Primary thresholds array */
210         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
211         /*
212          * Spare threshold array.
213          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
214          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
215          */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
217 };
218
219 /* for OOM */
220 struct mem_cgroup_eventfd_list {
221         struct list_head list;
222         struct eventfd_ctx *eventfd;
223 };
224
225 /*
226  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
227  */
228 struct mem_cgroup_event {
229         /*
230          * memcg which the event belongs to.
231          */
232         struct mem_cgroup *memcg;
233         /*
234          * eventfd to signal userspace about the event.
235          */
236         struct eventfd_ctx *eventfd;
237         /*
238          * Each of these stored in a list by the cgroup.
239          */
240         struct list_head list;
241         /*
242          * register_event() callback will be used to add new userspace
243          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
244          * on eventfd to send notification to userspace.
245          */
246         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
247                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
248         /*
249          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
250          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
251          * if you want provide notification functionality.
252          */
253         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
254                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
255         /*
256          * All fields below needed to unregister event when
257          * userspace closes eventfd.
258          */
259         poll_table pt;
260         wait_queue_head_t *wqh;
261         wait_queue_t wait;
262         struct work_struct remove;
263 };
264
265 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
266 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
267
268 /*
269  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
270  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
271  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
272  * to help the administrator determine what knobs to tune.
273  *
274  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
275  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
276  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
277  * a feature that will be implemented much later in the future.
278  */
279 struct mem_cgroup {
280         struct cgroup_subsys_state css;
281
282         /* Accounted resources */
283         struct page_counter memory;
284         struct page_counter memsw;
285         struct page_counter kmem;
286
287         unsigned long soft_limit;
288
289         /* vmpressure notifications */
290         struct vmpressure vmpressure;
291
292         /* css_online() has been completed */
293         int initialized;
294
295         /*
296          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
297          */
298         bool use_hierarchy;
299         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
300
301         bool            oom_lock;
302         atomic_t        under_oom;
303         atomic_t        oom_wakeups;
304
305         int     swappiness;
306         /* OOM-Killer disable */
307         int             oom_kill_disable;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
344         struct cg_proto tcp_mem;
345 #endif
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
347         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
348          * protected by memcg_slab_mutex */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
351         int kmemcg_id;
352 #endif
353
354         int last_scanned_node;
355 #if MAX_NUMNODES > 1
356         nodemask_t      scan_nodes;
357         atomic_t        numainfo_events;
358         atomic_t        numainfo_updating;
359 #endif
360
361         /* List of events which userspace want to receive */
362         struct list_head event_list;
363         spinlock_t event_list_lock;
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
370 enum {
371         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
372 };
373
374 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
375 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
376 {
377         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
378 }
379
380 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
381 {
382         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384
385 #endif
386
387 /* Stuffs for move charges at task migration. */
388 /*
389  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
390  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
391  */
392 enum move_type {
393         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
394         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
395         NR_MOVE_TYPE,
396 };
397
398 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
399 static struct move_charge_struct {
400         spinlock_t        lock; /* for from, to */
401         struct mem_cgroup *from;
402         struct mem_cgroup *to;
403         unsigned long immigrate_flags;
404         unsigned long precharge;
405         unsigned long moved_charge;
406         unsigned long moved_swap;
407         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
408         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
409 } mc = {
410         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
411         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
412 };
413
414 static bool move_anon(void)
415 {
416         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
417 }
418
419 static bool move_file(void)
420 {
421         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
422 }
423
424 /*
425  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
426  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
427  */
428 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
429 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
430
431 enum charge_type {
432         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
433         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
434         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
435         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
436         NR_CHARGE_TYPE,
437 };
438
439 /* for encoding cft->private value on file */
440 enum res_type {
441         _MEM,
442         _MEMSWAP,
443         _OOM_TYPE,
444         _KMEM,
445 };
446
447 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
448 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
449 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
450 /* Used for OOM nofiier */
451 #define OOM_CONTROL             (0)
452
453 /*
454  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
455  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
456  * appearing has to hold it as well.
457  */
458 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
459
460 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
461 {
462         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
463 }
464
465 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
466 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
467 {
468         if (!memcg)
469                 memcg = root_mem_cgroup;
470         return &memcg->vmpressure;
471 }
472
473 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
474 {
475         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
476 }
477
478 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         return (memcg == root_mem_cgroup);
481 }
482
483 /*
484  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
485  * an unsigned short.
486  */
487 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
488
489 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
490 {
491         return memcg->css.id;
492 }
493
494 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
495 {
496         struct cgroup_subsys_state *css;
497
498         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
499         return mem_cgroup_from_css(css);
500 }
501
502 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
503 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
504
505 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
506 {
507         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
508                 struct mem_cgroup *memcg;
509                 struct cg_proto *cg_proto;
510
511                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
512
513                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
514                  * filled. It won't however, necessarily happen from
515                  * process context. So the test for root memcg given
516                  * the current task's memcg won't help us in this case.
517                  *
518                  * Respecting the original socket's memcg is a better
519                  * decision in this case.
520                  */
521                 if (sk->sk_cgrp) {
522                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
523                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
524                         return;
525                 }
526
527                 rcu_read_lock();
528                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
529                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
530                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
531                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
532                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
533                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
534                 }
535                 rcu_read_unlock();
536         }
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
539
540 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
541 {
542         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
543                 struct mem_cgroup *memcg;
544                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
545                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
546                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
547         }
548 }
549
550 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
553                 return NULL;
554
555         return &memcg->tcp_mem;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
558
559 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
562                 return;
563         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
564 }
565 #else
566 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
567 {
568 }
569 #endif
570
571 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
572 /*
573  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
574  * The main reason for not using cgroup id for this:
575  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
576  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
577  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
578  *  200 entry array for that.
579  *
580  * The current size of the caches array is stored in
581  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
582  * increase it.
583  */
584 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
585 int memcg_limited_groups_array_size;
586
587 /*
588  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
589  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
590  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
591  * tunable, but that is strictly not necessary.
592  *
593  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
594  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
595  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
596  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
597  * increase ours as well if it increases.
598  */
599 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
600 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
601
602 /*
603  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
604  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
605  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
606  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
607  */
608 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
609 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
610
611 static void memcg_free_cache_id(int id);
612
613 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
614 {
615         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
616                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
617                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
618         }
619         /*
620          * This check can't live in kmem destruction function,
621          * since the charges will outlive the cgroup
622          */
623         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
624 }
625 #else
626 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
627 {
628 }
629 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
630
631 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         disarm_sock_keys(memcg);
634         disarm_kmem_keys(memcg);
635 }
636
637 static struct mem_cgroup_per_zone *
638 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
639 {
640         int nid = zone_to_nid(zone);
641         int zid = zone_idx(zone);
642
643         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
644 }
645
646 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648         return &memcg->css;
649 }
650
651 static struct mem_cgroup_per_zone *
652 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
653 {
654         int nid = page_to_nid(page);
655         int zid = page_zonenum(page);
656
657         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
661 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
662 {
663         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
664 }
665
666 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
667 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
668 {
669         int nid = page_to_nid(page);
670         int zid = page_zonenum(page);
671
672         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
673 }
674
675 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
676                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
677                                          unsigned long new_usage_in_excess)
678 {
679         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
680         struct rb_node *parent = NULL;
681         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
682
683         if (mz->on_tree)
684                 return;
685
686         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
687         if (!mz->usage_in_excess)
688                 return;
689         while (*p) {
690                 parent = *p;
691                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
692                                         tree_node);
693                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
694                         p = &(*p)->rb_left;
695                 /*
696                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
697                  * limit by the same amount
698                  */
699                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
700                         p = &(*p)->rb_right;
701         }
702         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
703         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
704         mz->on_tree = true;
705 }
706
707 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
708                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
709 {
710         if (!mz->on_tree)
711                 return;
712         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
713         mz->on_tree = false;
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
718 {
719         unsigned long flags;
720
721         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
722         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
723         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
724 }
725
726 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
727 {
728         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
729         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
730         unsigned long excess = 0;
731
732         if (nr_pages > soft_limit)
733                 excess = nr_pages - soft_limit;
734
735         return excess;
736 }
737
738 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
739 {
740         unsigned long excess;
741         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
742         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
743
744         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
745         /*
746          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
747          * because their event counter is not touched.
748          */
749         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
750                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
751                 excess = soft_limit_excess(memcg);
752                 /*
753                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
754                  * mem is over its softlimit.
755                  */
756                 if (excess || mz->on_tree) {
757                         unsigned long flags;
758
759                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
760                         /* if on-tree, remove it */
761                         if (mz->on_tree)
762                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
763                         /*
764                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
765                          * If excess is 0, no tree ops.
766                          */
767                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
768                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
769                 }
770         }
771 }
772
773 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
774 {
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
777         int nid, zid;
778
779         for_each_node(nid) {
780                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
781                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
782                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
783                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
784                 }
785         }
786 }
787
788 static struct mem_cgroup_per_zone *
789 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
790 {
791         struct rb_node *rightmost = NULL;
792         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
793
794 retry:
795         mz = NULL;
796         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
797         if (!rightmost)
798                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
799
800         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
801         /*
802          * Remove the node now but someone else can add it back,
803          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
804          * position in the tree.
805          */
806         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
808             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
809                 goto retry;
810 done:
811         return mz;
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
818
819         spin_lock_irq(&mctz->lock);
820         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
821         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
822         return mz;
823 }
824
825 /*
826  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
827  *
828  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
829  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
830  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
831  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
832  *
833  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
834  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
835  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
836  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
837  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
838  *
839  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
840  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
841  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
842  * implemented.
843  */
844 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
845                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
846 {
847         long val = 0;
848         int cpu;
849
850         get_online_cpus();
851         for_each_online_cpu(cpu)
852                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
853 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
854         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
855         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
856         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
857 #endif
858         put_online_cpus();
859         return val;
860 }
861
862 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
863                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
864 {
865         unsigned long val = 0;
866         int cpu;
867
868         get_online_cpus();
869         for_each_online_cpu(cpu)
870                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
872         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
873         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
874         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
875 #endif
876         put_online_cpus();
877         return val;
878 }
879
880 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
881                                          struct page *page,
882                                          int nr_pages)
883 {
884         /*
885          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
886          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
887          */
888         if (PageAnon(page))
889                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
890                                 nr_pages);
891         else
892                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
893                                 nr_pages);
894
895         if (PageTransHuge(page))
896                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
897                                 nr_pages);
898
899         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
900         if (nr_pages > 0)
901                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
902         else {
903                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
904                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
905         }
906
907         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
908 }
909
910 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
911 {
912         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
913
914         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
915         return mz->lru_size[lru];
916 }
917
918 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
919                                                   int nid,
920                                                   unsigned int lru_mask)
921 {
922         unsigned long nr = 0;
923         int zid;
924
925         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
926
927         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
928                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929                 enum lru_list lru;
930
931                 for_each_lru(lru) {
932                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
933                                 continue;
934                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
935                         nr += mz->lru_size[lru];
936                 }
937         }
938         return nr;
939 }
940
941 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
942                         unsigned int lru_mask)
943 {
944         unsigned long nr = 0;
945         int nid;
946
947         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
948                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
949         return nr;
950 }
951
952 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
953                                        enum mem_cgroup_events_target target)
954 {
955         unsigned long val, next;
956
957         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
958         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
959         /* from time_after() in jiffies.h */
960         if ((long)next - (long)val < 0) {
961                 switch (target) {
962                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
963                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
964                         break;
965                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
966                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
967                         break;
968                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
969                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
970                         break;
971                 default:
972                         break;
973                 }
974                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
975                 return true;
976         }
977         return false;
978 }
979
980 /*
981  * Check events in order.
982  *
983  */
984 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
985 {
986         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
987         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
988                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
989                 bool do_softlimit;
990                 bool do_numainfo __maybe_unused;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994 #if MAX_NUMNODES > 1
995                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
996                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
997 #endif
998                 mem_cgroup_threshold(memcg);
999                 if (unlikely(do_softlimit))
1000                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1001 #if MAX_NUMNODES > 1
1002                 if (unlikely(do_numainfo))
1003                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1004 #endif
1005         }
1006 }
1007
1008 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1009 {
1010         /*
1011          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1012          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1013          * So this can be called with p == NULL.
1014          */
1015         if (unlikely(!p))
1016                 return NULL;
1017
1018         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1019 }
1020
1021 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1022 {
1023         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         do {
1027                 /*
1028                  * Page cache insertions can happen withou an
1029                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1030                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1031                  */
1032                 if (unlikely(!mm))
1033                         memcg = root_mem_cgroup;
1034                 else {
1035                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1036                         if (unlikely(!memcg))
1037                                 memcg = root_mem_cgroup;
1038                 }
1039         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1040         rcu_read_unlock();
1041         return memcg;
1042 }
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1046  * @root: hierarchy root
1047  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1048  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1049  *
1050  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1051  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1052  *
1053  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1054  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1055  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1056  *
1057  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1058  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1059  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1060  */
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1062                                    struct mem_cgroup *prev,
1063                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1064 {
1065         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1066         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1067         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1068         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1069
1070         if (mem_cgroup_disabled())
1071                 return NULL;
1072
1073         if (!root)
1074                 root = root_mem_cgroup;
1075
1076         if (prev && !reclaim)
1077                 pos = prev;
1078
1079         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1080                 if (prev)
1081                         goto out;
1082                 return root;
1083         }
1084
1085         rcu_read_lock();
1086
1087         if (reclaim) {
1088                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1089
1090                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1091                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1092
1093                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1094                         goto out_unlock;
1095
1096                 do {
1097                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1098                         /*
1099                          * A racing update may change the position and
1100                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1101                          * or retry to see the updated position.
1102                          */
1103                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1104         }
1105
1106         if (pos)
1107                 css = &pos->css;
1108
1109         for (;;) {
1110                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1111                 if (!css) {
1112                         /*
1113                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1114                          * new one might jump in right at the end of
1115                          * the hierarchy - make sure they see at least
1116                          * one group and restart from the beginning.
1117                          */
1118                         if (!prev)
1119                                 continue;
1120                         break;
1121                 }
1122
1123                 /*
1124                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1125                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1126                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1127                  */
1128                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1129
1130                 if (css == &root->css)
1131                         break;
1132
1133                 if (css_tryget(css)) {
1134                         /*
1135                          * Make sure the memcg is initialized:
1136                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1137                          * initialization against setting the flag.
1138                          */
1139                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1140                                 break;
1141
1142                         css_put(css);
1143                 }
1144
1145                 memcg = NULL;
1146         }
1147
1148         if (reclaim) {
1149                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1150                         if (memcg)
1151                                 css_get(&memcg->css);
1152                         if (pos)
1153                                 css_put(&pos->css);
1154                 }
1155
1156                 /*
1157                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1158                  * above.
1159                  */
1160                 if (pos)
1161                         css_put(&pos->css);
1162
1163                 if (!memcg)
1164                         iter->generation++;
1165                 else if (!prev)
1166                         reclaim->generation = iter->generation;
1167         }
1168
1169 out_unlock:
1170         rcu_read_unlock();
1171 out:
1172         if (prev && prev != root)
1173                 css_put(&prev->css);
1174
1175         return memcg;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1180  * @root: hierarchy root
1181  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1182  */
1183 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1184                            struct mem_cgroup *prev)
1185 {
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188         if (prev && prev != root)
1189                 css_put(&prev->css);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1194  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1195  * be used for reference counting.
1196  */
1197 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1198         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1199              iter != NULL;                              \
1200              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1201
1202 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1203         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1204              iter != NULL;                              \
1205              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1206
1207 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1208 {
1209         struct mem_cgroup *memcg;
1210
1211         rcu_read_lock();
1212         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1213         if (unlikely(!memcg))
1214                 goto out;
1215
1216         switch (idx) {
1217         case PGFAULT:
1218                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1219                 break;
1220         case PGMAJFAULT:
1221                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1222                 break;
1223         default:
1224                 BUG();
1225         }
1226 out:
1227         rcu_read_unlock();
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1230
1231 /**
1232  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1233  * @zone: zone of the wanted lruvec
1234  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1235  *
1236  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1237  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1238  * is disabled.
1239  */
1240 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1241                                       struct mem_cgroup *memcg)
1242 {
1243         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1244         struct lruvec *lruvec;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled()) {
1247                 lruvec = &zone->lruvec;
1248                 goto out;
1249         }
1250
1251         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1252         lruvec = &mz->lruvec;
1253 out:
1254         /*
1255          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1256          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1257          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1258          */
1259         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1260                 lruvec->zone = zone;
1261         return lruvec;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1266  * @page: the page
1267  * @zone: zone of the page
1268  */
1269 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1270 {
1271         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1272         struct mem_cgroup *memcg;
1273         struct page_cgroup *pc;
1274         struct lruvec *lruvec;
1275
1276         if (mem_cgroup_disabled()) {
1277                 lruvec = &zone->lruvec;
1278                 goto out;
1279         }
1280
1281         pc = lookup_page_cgroup(page);
1282         memcg = pc->mem_cgroup;
1283
1284         /*
1285          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1286          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1287          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1288          *
1289          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1290          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1291          * of pc->mem_cgroup safe.
1292          */
1293         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1294                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1295
1296         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1297         lruvec = &mz->lruvec;
1298 out:
1299         /*
1300          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1301          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1302          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1303          */
1304         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1305                 lruvec->zone = zone;
1306         return lruvec;
1307 }
1308
1309 /**
1310  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1311  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1312  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1313  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1314  *
1315  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1316  * lru list.
1317  */
1318 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1319                                 int nr_pages)
1320 {
1321         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1322         unsigned long *lru_size;
1323
1324         if (mem_cgroup_disabled())
1325                 return;
1326
1327         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1328         lru_size = mz->lru_size + lru;
1329         *lru_size += nr_pages;
1330         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1335  * hierarchy subtree
1336  */
1337 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1338                                   struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         if (root_memcg == memcg)
1341                 return true;
1342         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1343                 return false;
1344         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1345 }
1346
1347 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1348                                        struct mem_cgroup *memcg)
1349 {
1350         bool ret;
1351
1352         rcu_read_lock();
1353         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1354         rcu_read_unlock();
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1359                         const struct mem_cgroup *memcg)
1360 {
1361         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1362         struct task_struct *p;
1363         bool ret;
1364
1365         p = find_lock_task_mm(task);
1366         if (p) {
1367                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1368                 task_unlock(p);
1369         } else {
1370                 /*
1371                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1372                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1373                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1374                  */
1375                 rcu_read_lock();
1376                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1377                 if (curr)
1378                         css_get(&curr->css);
1379                 rcu_read_unlock();
1380         }
1381         /*
1382          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1383          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1384          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1385          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1386          */
1387         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1388         css_put(&curr->css);
1389         return ret;
1390 }
1391
1392 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1393 {
1394         unsigned long inactive_ratio;
1395         unsigned long inactive;
1396         unsigned long active;
1397         unsigned long gb;
1398
1399         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1400         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1401
1402         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1403         if (gb)
1404                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1405         else
1406                 inactive_ratio = 1;
1407
1408         return inactive * inactive_ratio < active;
1409 }
1410
1411 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1412         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1413
1414 /**
1415  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1416  * @memcg: the memory cgroup
1417  *
1418  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1419  * pages.
1420  */
1421 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1422 {
1423         unsigned long margin = 0;
1424         unsigned long count;
1425         unsigned long limit;
1426
1427         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1428         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1429         if (count < limit)
1430                 margin = limit - count;
1431
1432         if (do_swap_account) {
1433                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1434                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1435                 if (count <= limit)
1436                         margin = min(margin, limit - count);
1437         }
1438
1439         return margin;
1440 }
1441
1442 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1443 {
1444         /* root ? */
1445         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1446                 return vm_swappiness;
1447
1448         return memcg->swappiness;
1449 }
1450
1451 /*
1452  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1453  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1454  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1455  * rcu_read_lock(), like this:
1456  *
1457  *         CPU-A                                    CPU-B
1458  *                                              rcu_read_lock()
1459  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1460  *                                                   take heavy locks.
1461  *         synchronize_rcu()                    update something.
1462  *                                              rcu_read_unlock()
1463  *         start move here.
1464  */
1465
1466 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1467 {
1468         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1469         synchronize_rcu();
1470 }
1471
1472 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         /*
1475          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1476          * We check NULL in callee rather than caller.
1477          */
1478         if (memcg)
1479                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1484  *
1485  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1486  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1487  * caused by "move".
1488  */
1489 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1490 {
1491         struct mem_cgroup *from;
1492         struct mem_cgroup *to;
1493         bool ret = false;
1494         /*
1495          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1496          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1497          */
1498         spin_lock(&mc.lock);
1499         from = mc.from;
1500         to = mc.to;
1501         if (!from)
1502                 goto unlock;
1503
1504         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1505                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1506 unlock:
1507         spin_unlock(&mc.lock);
1508         return ret;
1509 }
1510
1511 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1512 {
1513         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1514                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1515                         DEFINE_WAIT(wait);
1516                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1517                         /* moving charge context might have finished. */
1518                         if (mc.moving_task)
1519                                 schedule();
1520                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1521                         return true;
1522                 }
1523         }
1524         return false;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Take this lock when
1529  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1530  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1531  */
1532 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1533                                   unsigned long *flags)
1534 {
1535         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1536 }
1537
1538 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1539                                 unsigned long *flags)
1540 {
1541         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1542 }
1543
1544 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1545 /**
1546  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1547  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1548  * @p: Task that is going to be killed
1549  *
1550  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1551  * enabled
1552  */
1553 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1554 {
1555         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1556         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1557         struct mem_cgroup *iter;
1558         unsigned int i;
1559
1560         if (!p)
1561                 return;
1562
1563         mutex_lock(&oom_info_lock);
1564         rcu_read_lock();
1565
1566         pr_info("Task in ");
1567         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1568         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1569         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1570         pr_info("\n");
1571
1572         rcu_read_unlock();
1573
1574         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1575                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1576                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1577         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1578                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1579                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1580         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1581                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1582                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1583
1584         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1585                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1586                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1587                 pr_cont(":");
1588
1589                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1590                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1591                                 continue;
1592                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1593                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1594                 }
1595
1596                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1597                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1598                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1599
1600                 pr_cont("\n");
1601         }
1602         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1607  * 1(self count) if no children.
1608  */
1609 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1610 {
1611         int num = 0;
1612         struct mem_cgroup *iter;
1613
1614         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1615                 num++;
1616         return num;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1621  */
1622 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1623 {
1624         unsigned long limit;
1625
1626         limit = memcg->memory.limit;
1627         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1628                 unsigned long memsw_limit;
1629
1630                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1631                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1632         }
1633         return limit;
1634 }
1635
1636 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1637                                      int order)
1638 {
1639         struct mem_cgroup *iter;
1640         unsigned long chosen_points = 0;
1641         unsigned long totalpages;
1642         unsigned int points = 0;
1643         struct task_struct *chosen = NULL;
1644
1645         /*
1646          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1647          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1648          * quickly exit and free its memory.
1649          */
1650         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1651                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1652                 return;
1653         }
1654
1655         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1656         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1657         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1658                 struct css_task_iter it;
1659                 struct task_struct *task;
1660
1661                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1662                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1663                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1664                                                         false)) {
1665                         case OOM_SCAN_SELECT:
1666                                 if (chosen)
1667                                         put_task_struct(chosen);
1668                                 chosen = task;
1669                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1670                                 get_task_struct(chosen);
1671                                 /* fall through */
1672                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1673                                 continue;
1674                         case OOM_SCAN_ABORT:
1675                                 css_task_iter_end(&it);
1676                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1677                                 if (chosen)
1678                                         put_task_struct(chosen);
1679                                 return;
1680                         case OOM_SCAN_OK:
1681                                 break;
1682                         };
1683                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1684                         if (!points || points < chosen_points)
1685                                 continue;
1686                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1687                         if (points == chosen_points &&
1688                             thread_group_leader(chosen))
1689                                 continue;
1690
1691                         if (chosen)
1692                                 put_task_struct(chosen);
1693                         chosen = task;
1694                         chosen_points = points;
1695                         get_task_struct(chosen);
1696                 }
1697                 css_task_iter_end(&it);
1698         }
1699
1700         if (!chosen)
1701                 return;
1702         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1703         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1704                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1705 }
1706
1707 /**
1708  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1709  * @memcg: the target memcg
1710  * @nid: the node ID to be checked.
1711  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1712  *
1713  * This function returns whether the specified memcg contains any
1714  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1715  * pages in the node.
1716  */
1717 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1718                 int nid, bool noswap)
1719 {
1720         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1721                 return true;
1722         if (noswap || !total_swap_pages)
1723                 return false;
1724         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1725                 return true;
1726         return false;
1727
1728 }
1729 #if MAX_NUMNODES > 1
1730
1731 /*
1732  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1733  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1734  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1735  *
1736  */
1737 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1738 {
1739         int nid;
1740         /*
1741          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1742          * pagein/pageout changes since the last update.
1743          */
1744         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1745                 return;
1746         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1747                 return;
1748
1749         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1750         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1751
1752         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1753
1754                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1755                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1756         }
1757
1758         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1759         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1764  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1765  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1766  *
1767  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1768  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1769  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1770  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1771  *
1772  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1773  */
1774 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1775 {
1776         int node;
1777
1778         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1779         node = memcg->last_scanned_node;
1780
1781         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1782         if (node == MAX_NUMNODES)
1783                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1784         /*
1785          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1786          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1787          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1788          * we use curret node.
1789          */
1790         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1791                 node = numa_node_id();
1792
1793         memcg->last_scanned_node = node;
1794         return node;
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1799  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1800  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1801  * enough new information. We need to do double check.
1802  */
1803 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1804 {
1805         int nid;
1806
1807         /*
1808          * quick check...making use of scan_node.
1809          * We can skip unused nodes.
1810          */
1811         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1812                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1813                      nid < MAX_NUMNODES;
1814                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1815
1816                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1817                                 return true;
1818                 }
1819         }
1820         /*
1821          * Check rest of nodes.
1822          */
1823         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1824                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1825                         continue;
1826                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1827                         return true;
1828         }
1829         return false;
1830 }
1831
1832 #else
1833 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1834 {
1835         return 0;
1836 }
1837
1838 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1839 {
1840         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1841 }
1842 #endif
1843
1844 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1845                                    struct zone *zone,
1846                                    gfp_t gfp_mask,
1847                                    unsigned long *total_scanned)
1848 {
1849         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1850         int total = 0;
1851         int loop = 0;
1852         unsigned long excess;
1853         unsigned long nr_scanned;
1854         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1855                 .zone = zone,
1856                 .priority = 0,
1857         };
1858
1859         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1860
1861         while (1) {
1862                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1863                 if (!victim) {
1864                         loop++;
1865                         if (loop >= 2) {
1866                                 /*
1867                                  * If we have not been able to reclaim
1868                                  * anything, it might because there are
1869                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1870                                  */
1871                                 if (!total)
1872                                         break;
1873                                 /*
1874                                  * We want to do more targeted reclaim.
1875                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1876                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1877                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1878                                  */
1879                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1880                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1881                                         break;
1882                         }
1883                         continue;
1884                 }
1885                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1886                         continue;
1887                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1888                                                      zone, &nr_scanned);
1889                 *total_scanned += nr_scanned;
1890                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1891                         break;
1892         }
1893         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1894         return total;
1895 }
1896
1897 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1898 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1899         .name = "memcg_oom_lock",
1900 };
1901 #endif
1902
1903 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1904
1905 /*
1906  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1907  * If someone is running, return false.
1908  */
1909 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1910 {
1911         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1912
1913         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1914
1915         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1916                 if (iter->oom_lock) {
1917                         /*
1918                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1919                          * so we cannot give a lock.
1920                          */
1921                         failed = iter;
1922                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1923                         break;
1924                 } else
1925                         iter->oom_lock = true;
1926         }
1927
1928         if (failed) {
1929                 /*
1930                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1931                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1932                  */
1933                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1934                         if (iter == failed) {
1935                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1936                                 break;
1937                         }
1938                         iter->oom_lock = false;
1939                 }
1940         } else
1941                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1942
1943         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1944
1945         return !failed;
1946 }
1947
1948 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1949 {
1950         struct mem_cgroup *iter;
1951
1952         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1953         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1954         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1955                 iter->oom_lock = false;
1956         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1957 }
1958
1959 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1960 {
1961         struct mem_cgroup *iter;
1962
1963         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1964                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1965 }
1966
1967 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1968 {
1969         struct mem_cgroup *iter;
1970
1971         /*
1972          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1973          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1974          * atomic_add_unless() here.
1975          */
1976         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1977                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1978 }
1979
1980 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1981
1982 struct oom_wait_info {
1983         struct mem_cgroup *memcg;
1984         wait_queue_t    wait;
1985 };
1986
1987 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1988         unsigned mode, int sync, void *arg)
1989 {
1990         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1991         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1992         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1993
1994         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1995         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1996
1997         /*
1998          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1999          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2000          */
2001         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2002                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2003                 return 0;
2004         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2005 }
2006
2007 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2008 {
2009         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2010         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2011         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2012 }
2013
2014 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2015 {
2016         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2017                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2018 }
2019
2020 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2021 {
2022         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2023                 return;
2024         /*
2025          * We are in the middle of the charge context here, so we
2026          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2027          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2028          *
2029          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2030          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2031          * invocation might not even be necessary.
2032          *
2033          * That's why we don't do anything here except remember the
2034          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2035          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2036          * and when we know whether the fault was overall successful.
2037          */
2038         css_get(&memcg->css);
2039         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2040         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2041         current->memcg_oom.order = order;
2042 }
2043
2044 /**
2045  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2046  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2047  *
2048  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2049  * handler was enabled.
2050  *
2051  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2052  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2053  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2054  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2055  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2056  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2057  *
2058  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2059  * completed, %false otherwise.
2060  */
2061 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2062 {
2063         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2064         struct oom_wait_info owait;
2065         bool locked;
2066
2067         /* OOM is global, do not handle */
2068         if (!memcg)
2069                 return false;
2070
2071         if (!handle)
2072                 goto cleanup;
2073
2074         owait.memcg = memcg;
2075         owait.wait.flags = 0;
2076         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2077         owait.wait.private = current;
2078         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2079
2080         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2081         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2082
2083         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2084
2085         if (locked)
2086                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2087
2088         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2089                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2090                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2091                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2092                                          current->memcg_oom.order);
2093         } else {
2094                 schedule();
2095                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2096                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2097         }
2098
2099         if (locked) {
2100                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2101                 /*
2102                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2103                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2104                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2105                  */
2106                 memcg_oom_recover(memcg);
2107         }
2108 cleanup:
2109         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2110         css_put(&memcg->css);
2111         return true;
2112 }
2113
2114 /**
2115  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
2116  * @page: page that is going to change accounted state
2117  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
2118  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
2119  *
2120  * This function must mark the beginning of an accounted page state
2121  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
2122  * being moved to another memcg:
2123  *
2124  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2125  *   if (TestClearPageState(page))
2126  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2127  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2128  *
2129  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2130  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2131  * because page moving starts with an RCU grace period.
2132  *
2133  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2134  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2135  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2136  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2137  * account transaction might be complete.
2138  */
2139 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2140                                               bool *locked,
2141                                               unsigned long *flags)
2142 {
2143         struct mem_cgroup *memcg;
2144         struct page_cgroup *pc;
2145
2146         rcu_read_lock();
2147
2148         if (mem_cgroup_disabled())
2149                 return NULL;
2150
2151         pc = lookup_page_cgroup(page);
2152 again:
2153         memcg = pc->mem_cgroup;
2154         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2155                 return NULL;
2156
2157         *locked = false;
2158         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2159                 return memcg;
2160
2161         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2162         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2163                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2164                 goto again;
2165         }
2166         *locked = true;
2167
2168         return memcg;
2169 }
2170
2171 /**
2172  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2173  * @memcg: the memcg that was accounted against
2174  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2175  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2176  */
2177 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool locked,
2178                               unsigned long flags)
2179 {
2180         if (memcg && locked)
2181                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, &flags);
2182
2183         rcu_read_unlock();
2184 }
2185
2186 /**
2187  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2188  * @memcg: memcg to account against
2189  * @idx: page state item to account
2190  * @val: number of pages (positive or negative)
2191  *
2192  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2193  */
2194 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2195                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2196 {
2197         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2198
2199         if (memcg)
2200                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2205  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2206  */
2207 #define CHARGE_BATCH    32U
2208 struct memcg_stock_pcp {
2209         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2210         unsigned int nr_pages;
2211         struct work_struct work;
2212         unsigned long flags;
2213 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2214 };
2215 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2216 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2217
2218 /**
2219  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2220  * @memcg: memcg to consume from.
2221  * @nr_pages: how many pages to charge.
2222  *
2223  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2224  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2225  * service an allocation will refill the stock.
2226  *
2227  * returns true if successful, false otherwise.
2228  */
2229 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2230 {
2231         struct memcg_stock_pcp *stock;
2232         bool ret = false;
2233
2234         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2235                 return ret;
2236
2237         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2238         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2239                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2240                 ret = true;
2241         }
2242         put_cpu_var(memcg_stock);
2243         return ret;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2248  */
2249 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2250 {
2251         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2252
2253         if (stock->nr_pages) {
2254                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2255                 if (do_swap_account)
2256                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2257                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2258                 stock->nr_pages = 0;
2259         }
2260         stock->cached = NULL;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2265  * a thread which is pinned to local cpu.
2266  */
2267 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2268 {
2269         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2270         drain_stock(stock);
2271         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2272 }
2273
2274 static void __init memcg_stock_init(void)
2275 {
2276         int cpu;
2277
2278         for_each_possible_cpu(cpu) {
2279                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2280                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2281                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2282         }
2283 }
2284
2285 /*
2286  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2287  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2288  */
2289 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2290 {
2291         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2292
2293         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2294                 drain_stock(stock);
2295                 stock->cached = memcg;
2296         }
2297         stock->nr_pages += nr_pages;
2298         put_cpu_var(memcg_stock);
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2303  * of the hierarchy under it.
2304  */
2305 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2306 {
2307         int cpu, curcpu;
2308
2309         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2310         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2311                 return;
2312         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2313         get_online_cpus();
2314         curcpu = get_cpu();
2315         for_each_online_cpu(cpu) {
2316                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2317                 struct mem_cgroup *memcg;
2318
2319                 memcg = stock->cached;
2320                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2321                         continue;
2322                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2323                         continue;
2324                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2325                         if (cpu == curcpu)
2326                                 drain_local_stock(&stock->work);
2327                         else
2328                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2329                 }
2330         }
2331         put_cpu();
2332         put_online_cpus();
2333         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2334 }
2335
2336 /*
2337  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2338  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2339  */
2340 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2341 {
2342         int i;
2343
2344         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2345         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2346                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2347
2348                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2349                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2350         }
2351         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2352                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2353
2354                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2355                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2356         }
2357         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2358 }
2359
2360 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2361                                         unsigned long action,
2362                                         void *hcpu)
2363 {
2364         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2365         struct memcg_stock_pcp *stock;
2366         struct mem_cgroup *iter;
2367
2368         if (action == CPU_ONLINE)
2369                 return NOTIFY_OK;
2370
2371         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2372                 return NOTIFY_OK;
2373
2374         for_each_mem_cgroup(iter)
2375                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2376
2377         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2378         drain_stock(stock);
2379         return NOTIFY_OK;
2380 }
2381
2382 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2383                       unsigned int nr_pages)
2384 {
2385         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2386         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2387         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2388         struct page_counter *counter;
2389         unsigned long nr_reclaimed;
2390         bool may_swap = true;
2391         bool drained = false;
2392         int ret = 0;
2393
2394         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2395                 goto done;
2396 retry:
2397         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2398                 goto done;
2399
2400         if (!do_swap_account ||
2401             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2402                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2403                         goto done_restock;
2404                 if (do_swap_account)
2405                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2406                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2407         } else {
2408                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2409                 may_swap = false;
2410         }
2411
2412         if (batch > nr_pages) {
2413                 batch = nr_pages;
2414                 goto retry;
2415         }
2416
2417         /*
2418          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2419          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2420          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2421          * free their memory.
2422          */
2423         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2424                      fatal_signal_pending(current) ||
2425                      current->flags & PF_EXITING))
2426                 goto bypass;
2427
2428         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2429                 goto nomem;
2430
2431         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2432                 goto nomem;
2433
2434         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2435                                                     gfp_mask, may_swap);
2436
2437         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2438                 goto retry;
2439
2440         if (!drained) {
2441                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2442                 drained = true;
2443                 goto retry;
2444         }
2445
2446         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2447                 goto nomem;
2448         /*
2449          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2450          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2451          * before killing the task.
2452          *
2453          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2454          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2455          * to regular pages anyway in case of failure.
2456          */
2457         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2458                 goto retry;
2459         /*
2460          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2461          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2462          */
2463         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2464                 goto retry;
2465
2466         if (nr_retries--)
2467                 goto retry;
2468
2469         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2470                 goto bypass;
2471
2472         if (fatal_signal_pending(current))
2473                 goto bypass;
2474
2475         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2476 nomem:
2477         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2478                 return -ENOMEM;
2479 bypass:
2480         return -EINTR;
2481
2482 done_restock:
2483         css_get_many(&memcg->css, batch);
2484         if (batch > nr_pages)
2485                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2486 done:
2487         return ret;
2488 }
2489
2490 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2491 {
2492         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2493                 return;
2494
2495         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2496         if (do_swap_account)
2497                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2498
2499         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2500 }
2501
2502 /*
2503  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2504  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2505  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2506  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2507  */
2508 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2509 {
2510         /* ID 0 is unused ID */
2511         if (!id)
2512                 return NULL;
2513         return mem_cgroup_from_id(id);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2518  * @page: the page
2519  *
2520  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2521  *
2522  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2523  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2524  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2525  */
2526 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2527 {
2528         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2529         struct page_cgroup *pc;
2530         unsigned short id;
2531         swp_entry_t ent;
2532
2533         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2534
2535         pc = lookup_page_cgroup(page);
2536         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2537                 memcg = pc->mem_cgroup;
2538                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2539                         memcg = NULL;
2540         } else if (PageSwapCache(page)) {
2541                 ent.val = page_private(page);
2542                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2543                 rcu_read_lock();
2544                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2545                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2546                         memcg = NULL;
2547                 rcu_read_unlock();
2548         }
2549         return memcg;
2550 }
2551
2552 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2553 {
2554         struct zone *zone = page_zone(page);
2555
2556         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2557         if (PageLRU(page)) {
2558                 struct lruvec *lruvec;
2559
2560                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2561                 ClearPageLRU(page);
2562                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2563                 *isolated = 1;
2564         } else
2565                 *isolated = 0;
2566 }
2567
2568 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2569 {
2570         struct zone *zone = page_zone(page);
2571
2572         if (isolated) {
2573                 struct lruvec *lruvec;
2574
2575                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2576                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2577                 SetPageLRU(page);
2578                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2579         }
2580         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2581 }
2582
2583 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2584                           bool lrucare)
2585 {
2586         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2587         int isolated;
2588
2589         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2590         /*
2591          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2592          * accessed by any other context at this point.
2593          */
2594
2595         /*
2596          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2597          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2598          */
2599         if (lrucare)
2600                 lock_page_lru(page, &isolated);
2601
2602         /*
2603          * Nobody should be changing or seriously looking at
2604          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2605          *
2606          * - the page is uncharged
2607          *
2608          * - the page is off-LRU
2609          *
2610          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2611          *   a locked page table
2612          *
2613          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2614          *   have the page locked
2615          */
2616         pc->mem_cgroup = memcg;
2617         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2618
2619         if (lrucare)
2620                 unlock_page_lru(page, isolated);
2621 }
2622
2623 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2624 /*
2625  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2626  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2627  */
2628 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2629
2630 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2631
2632 /*
2633  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2634  * in the memcg_cache_params struct.
2635  */
2636 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2637 {
2638         struct kmem_cache *cachep;
2639
2640         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2641         cachep = p->root_cache;
2642         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2643 }
2644
2645 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2646 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2647 {
2648         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2649         struct memcg_cache_params *params;
2650
2651         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2652                 return -EIO;
2653
2654         print_slabinfo_header(m);
2655
2656         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2657         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2658                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2659         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2660
2661         return 0;
2662 }
2663 #endif
2664
2665 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2666                              unsigned long nr_pages)
2667 {
2668         struct page_counter *counter;
2669         int ret = 0;
2670
2671         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2672         if (ret < 0)
2673                 return ret;
2674
2675         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2676         if (ret == -EINTR)  {
2677                 /*
2678                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2679                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2680                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2681                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2682                  * perspective, the cache has already been selected, by
2683                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2684                  * our minds.
2685                  *
2686                  * This condition will only trigger if the task entered
2687                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2688                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2689                  * when the allocation triggers should have been already
2690                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2691                  */
2692                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2693                 if (do_swap_account)
2694                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2695                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2696                 ret = 0;
2697         } else if (ret)
2698                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2699
2700         return ret;
2701 }
2702
2703 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2704                                 unsigned long nr_pages)
2705 {
2706         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2707         if (do_swap_account)
2708                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2709
2710         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2711
2712         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2713 }
2714
2715 /*
2716  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2717  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2718  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2719  */
2720 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2721 {
2722         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2723 }
2724
2725 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2726 {
2727         int id, size;
2728         int err;
2729
2730         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2731                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2732         if (id < 0)
2733                 return id;
2734
2735         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2736                 return id;
2737
2738         /*
2739          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2740          * so we have to grow them.
2741          */
2742
2743         size = 2 * (id + 1);
2744         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2745                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2746         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2747                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2748
2749         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2750         err = memcg_update_all_caches(size);
2751         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2752
2753         if (err) {
2754                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2755                 return err;
2756         }
2757         return id;
2758 }
2759
2760 static void memcg_free_cache_id(int id)
2761 {
2762         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2763 }
2764
2765 /*
2766  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2767  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2768  * calling this.
2769  */
2770 void memcg_update_array_size(int num)
2771 {
2772         memcg_limited_groups_array_size = num;
2773 }
2774
2775 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2776                                  struct kmem_cache *root_cache)
2777 {
2778         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2779                                                      memcg_slab_mutex */
2780         struct kmem_cache *cachep;
2781         int id;
2782
2783         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2784
2785         id = memcg_cache_id(memcg);
2786
2787         /*
2788          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2789          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2790          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2791          */
2792         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2793                 return;
2794
2795         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2796         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2797         /*
2798          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2799          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2800          * cache.
2801          */
2802         if (!cachep)
2803                 return;
2804
2805         css_get(&memcg->css);
2806         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2807
2808         /*
2809          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2810          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2811          * initialized.
2812          */
2813         smp_wmb();
2814
2815         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2816         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2817 }
2818
2819 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2820 {
2821         struct kmem_cache *root_cache;
2822         struct mem_cgroup *memcg;
2823         int id;
2824
2825         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2826
2827         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2828
2829         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2830         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2831         id = memcg_cache_id(memcg);
2832
2833         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2834         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2835
2836         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2837
2838         kmem_cache_destroy(cachep);
2839
2840         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2841         css_put(&memcg->css);
2842 }
2843
2844 /*
2845  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2846  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2847  * enqueing new caches to be created.
2848  *
2849  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2850  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2851  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2852  * objects during debug.
2853  *
2854  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2855  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2856  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2857  * cache again, failing at the same point.
2858  *
2859  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2860  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2861  * inside the following two functions.
2862  */
2863 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2864 {
2865         VM_BUG_ON(!current->mm);
2866         current->memcg_kmem_skip_account++;
2867 }
2868
2869 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2870 {
2871         VM_BUG_ON(!current->mm);
2872         current->memcg_kmem_skip_account--;
2873 }
2874
2875 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2876 {
2877         struct kmem_cache *c;
2878         int i, failed = 0;
2879
2880         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2881         for_each_memcg_cache_index(i) {
2882                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2883                 if (!c)
2884                         continue;
2885
2886                 memcg_unregister_cache(c);
2887
2888                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2889                         failed++;
2890         }
2891         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2892         return failed;
2893 }
2894
2895 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2896 {
2897         struct kmem_cache *cachep;
2898         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2899
2900         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2901                 return;
2902
2903         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2904         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2905                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2906                 kmem_cache_shrink(cachep);
2907                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2908                         memcg_unregister_cache(cachep);
2909         }
2910         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2911 }
2912
2913 struct memcg_register_cache_work {
2914         struct mem_cgroup *memcg;
2915         struct kmem_cache *cachep;
2916         struct work_struct work;
2917 };
2918
2919 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2920 {
2921         struct memcg_register_cache_work *cw =
2922                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2923         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2924         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2925
2926         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2927         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2928         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2929
2930         css_put(&memcg->css);
2931         kfree(cw);
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2936  */
2937 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2938                                             struct kmem_cache *cachep)
2939 {
2940         struct memcg_register_cache_work *cw;
2941
2942         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2943         if (cw == NULL) {
2944                 css_put(&memcg->css);
2945                 return;
2946         }
2947
2948         cw->memcg = memcg;
2949         cw->cachep = cachep;
2950
2951         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
2952         schedule_work(&cw->work);
2953 }
2954
2955 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2956                                           struct kmem_cache *cachep)
2957 {
2958         /*
2959          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2960          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2961          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
2962          *
2963          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2964          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2965          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2966          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2967          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2968          */
2969         memcg_stop_kmem_account();
2970         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2971         memcg_resume_kmem_account();
2972 }
2973
2974 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
2975 {
2976         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2977         int res;
2978
2979         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
2980         if (!res)
2981                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2982         return res;
2983 }
2984
2985 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
2986 {
2987         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2988
2989         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
2990         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2995  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2996  *
2997  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2998  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2999  * in a workqueue.
3000  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3001  * the original cache.
3002  *
3003  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3004  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3005  */
3006 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3007                                           gfp_t gfp)
3008 {
3009         struct mem_cgroup *memcg;
3010         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3011
3012         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3013         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3014
3015         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3016                 return cachep;
3017
3018         rcu_read_lock();
3019         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3020
3021         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3022                 goto out;
3023
3024         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3025         if (likely(memcg_cachep)) {
3026                 cachep = memcg_cachep;
3027                 goto out;
3028         }
3029
3030         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3031         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3032                 goto out;
3033         rcu_read_unlock();
3034
3035         /*
3036          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3037          * context), we could be be predictable and return right away.
3038          * This would guarantee that the allocation being performed
3039          * already belongs in the new cache.
3040          *
3041          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3042          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3043          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3044          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3045          * defer everything.
3046          */
3047         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3048         return cachep;
3049 out:
3050         rcu_read_unlock();
3051         return cachep;
3052 }
3053
3054 /*
3055  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3056  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3057  * need a further commit step to do the final arrangements.
3058  *
3059  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3060  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3061  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3062  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3063  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3064  * the compiled-out case as well.
3065  *
3066  * Returning true means the allocation is possible.
3067  */
3068 bool
3069 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3070 {
3071         struct mem_cgroup *memcg;
3072         int ret;
3073
3074         *_memcg = NULL;
3075
3076         /*
3077          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3078          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3079          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3080          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3081          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3082          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3083          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3084          * altogether.
3085          *
3086          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3087          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3088          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3089          * the SLUB allocator:
3090          *
3091          *      memcg_stop_kmem_account();
3092          *      kmalloc(<large_number>)
3093          *      memcg_resume_kmem_account();
3094          *
3095          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3096          * since it will drive us directly to this function without passing
3097          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3098          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3099          * cache arrays. We bring this test here.
3100          */
3101         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3102                 return true;
3103
3104         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3105
3106         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
3107                 css_put(&memcg->css);
3108                 return true;
3109         }
3110
3111         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
3112         if (!ret)
3113                 *_memcg = memcg;
3114
3115         css_put(&memcg->css);
3116         return (ret == 0);
3117 }
3118
3119 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3120                               int order)
3121 {
3122         struct page_cgroup *pc;
3123
3124         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3125
3126         /* The page allocation failed. Revert */
3127         if (!page) {
3128                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3129                 return;
3130         }
3131         /*
3132          * The page is freshly allocated and not visible to any
3133          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3134          */
3135         pc = lookup_page_cgroup(page);
3136         pc->mem_cgroup = memcg;
3137         pc->flags = PCG_USED;
3138 }
3139
3140 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3141 {
3142         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3143         struct page_cgroup *pc;
3144
3145
3146         pc = lookup_page_cgroup(page);
3147         if (!PageCgroupUsed(pc))
3148                 return;
3149
3150         memcg = pc->mem_cgroup;
3151         pc->flags = 0;
3152
3153         /*
3154          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3155          * is a valid allocation
3156          */
3157         if (!memcg)
3158                 return;
3159
3160         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3161         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3162 }
3163 #else
3164 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3165 {
3166 }
3167 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3168
3169 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3170
3171 /*
3172  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3173  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3174  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3175  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3176  */
3177 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3178 {
3179         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3180         struct page_cgroup *pc;
3181         struct mem_cgroup *memcg;
3182         int i;
3183
3184         if (mem_cgroup_disabled())
3185                 return;
3186
3187         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3188         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3189                 pc = head_pc + i;
3190                 pc->mem_cgroup = memcg;
3191                 pc->flags = head_pc->flags;
3192         }
3193         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3194                        HPAGE_PMD_NR);
3195 }
3196 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3197
3198 /**
3199  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3200  * @page: the page
3201  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3202  * @pc: page_cgroup of the page.
3203  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3204  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3205  *
3206  * The caller must confirm following.
3207  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3208  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3209  *
3210  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3211  * from old cgroup.
3212  */
3213 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3214                                    unsigned int nr_pages,
3215                                    struct page_cgroup *pc,
3216                                    struct mem_cgroup *from,
3217                                    struct mem_cgroup *to)
3218 {
3219         unsigned long flags;
3220         int ret;
3221
3222         VM_BUG_ON(from == to);
3223         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3224         /*
3225          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3226          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3227          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3228          * hold it.
3229          */
3230         ret = -EBUSY;
3231         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3232                 goto out;
3233
3234         /*
3235          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3236          * of its source page while we change it: page migration takes
3237          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3238          */
3239         if (!trylock_page(page))
3240                 goto out;
3241
3242         ret = -EINVAL;
3243         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3244                 goto out_unlock;
3245
3246         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3247
3248         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3249                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3250                                nr_pages);
3251                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3252                                nr_pages);
3253         }
3254
3255         if (PageWriteback(page)) {
3256                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3257                                nr_pages);
3258                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3259                                nr_pages);
3260         }
3261
3262         /*
3263          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3264          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3265          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3266          */
3267
3268         /* caller should have done css_get */
3269         pc->mem_cgroup = to;
3270         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3271         ret = 0;
3272
3273         local_irq_disable();
3274         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3275         memcg_check_events(to, page);
3276         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3277         memcg_check_events(from, page);
3278         local_irq_enable();
3279 out_unlock:
3280         unlock_page(page);
3281 out:
3282         return ret;
3283 }
3284
3285 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3286 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3287                                          bool charge)
3288 {
3289         int val = (charge) ? 1 : -1;
3290         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3291 }
3292
3293 /**
3294  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3295  * @entry: swap entry to be moved
3296  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3297  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3298  *
3299  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3300  * as the mem_cgroup's id of @from.
3301  *
3302  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3303  *
3304  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3305  * both res and memsw, and called css_get().
3306  */
3307 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3308                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3309 {
3310         unsigned short old_id, new_id;
3311
3312         old_id = mem_cgroup_id(from);
3313         new_id = mem_cgroup_id(to);
3314
3315         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3316                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3317                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3318                 /*
3319                  * This function is only called from task migration context now.
3320                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3321                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3322                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3323                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3324                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3325                  *
3326                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3327                  * alive, so we can just call css_get().
3328                  */
3329                 css_get(&to->css);
3330                 return 0;
3331         }
3332         return -EINVAL;
3333 }
3334 #else
3335 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3336                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3337 {
3338         return -EINVAL;
3339 }
3340 #endif
3341
3342 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3343 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3344 {
3345         struct page_cgroup *pc;
3346
3347         pc = lookup_page_cgroup(page);
3348         /*
3349          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3350          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3351          * or when mem_cgroup_disabled().
3352          */
3353         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3354                 return pc;
3355         return NULL;
3356 }
3357
3358 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3359 {
3360         if (mem_cgroup_disabled())
3361                 return false;
3362
3363         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3364 }
3365
3366 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3367 {
3368         struct page_cgroup *pc;
3369
3370         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3371         if (pc) {
3372                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3373                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3374         }
3375 }
3376 #endif
3377
3378 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3379
3380 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3381                                    unsigned long limit)
3382 {
3383         unsigned long curusage;
3384         unsigned long oldusage;
3385         bool enlarge = false;
3386         int retry_count;
3387         int ret;
3388
3389         /*
3390          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3391          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3392          * of # of children which we should visit in this loop.
3393          */
3394         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3395                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3396
3397         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3398
3399         do {
3400                 if (signal_pending(current)) {
3401                         ret = -EINTR;
3402                         break;
3403                 }
3404
3405                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3406                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3407                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3408                         ret = -EINVAL;
3409                         break;
3410                 }
3411                 if (limit > memcg->memory.limit)
3412                         enlarge = true;
3413                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3414                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3415
3416                 if (!ret)
3417                         break;
3418
3419                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3420
3421                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3422                 /* Usage is reduced ? */
3423                 if (curusage >= oldusage)
3424                         retry_count--;
3425                 else
3426                         oldusage = curusage;
3427         } while (retry_count);
3428
3429         if (!ret && enlarge)
3430                 memcg_oom_recover(memcg);
3431
3432         return ret;
3433 }
3434
3435 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3436                                          unsigned long limit)
3437 {
3438         unsigned long curusage;
3439         unsigned long oldusage;
3440         bool enlarge = false;
3441         int retry_count;
3442         int ret;
3443
3444         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3445         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3446                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3447
3448         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3449
3450         do {
3451                 if (signal_pending(current)) {
3452                         ret = -EINTR;
3453                         break;
3454                 }
3455
3456                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3457                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3458                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3459                         ret = -EINVAL;
3460                         break;
3461                 }
3462                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3463                         enlarge = true;
3464                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3465                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3466
3467                 if (!ret)
3468                         break;
3469
3470                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3471
3472                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3473                 /* Usage is reduced ? */
3474                 if (curusage >= oldusage)
3475                         retry_count--;
3476                 else
3477                         oldusage = curusage;
3478         } while (retry_count);
3479
3480         if (!ret && enlarge)
3481                 memcg_oom_recover(memcg);
3482
3483         return ret;
3484 }
3485
3486 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3487                                             gfp_t gfp_mask,
3488                                             unsigned long *total_scanned)
3489 {
3490         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3491         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3492         unsigned long reclaimed;
3493         int loop = 0;
3494         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3495         unsigned long excess;
3496         unsigned long nr_scanned;
3497
3498         if (order > 0)
3499                 return 0;
3500
3501         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3502         /*
3503          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3504          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3505          * pressure
3506          */
3507         do {
3508                 if (next_mz)
3509                         mz = next_mz;
3510                 else
3511                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3512                 if (!mz)
3513                         break;
3514
3515                 nr_scanned = 0;
3516                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3517                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3518                 nr_reclaimed += reclaimed;
3519                 *total_scanned += nr_scanned;
3520                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3521
3522                 /*
3523                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3524                  * it is time to move on to the next cgroup
3525                  */
3526                 next_mz = NULL;
3527                 if (!reclaimed) {
3528                         do {
3529                                 /*
3530                                  * Loop until we find yet another one.
3531                                  *
3532                                  * By the time we get the soft_limit lock
3533                                  * again, someone might have aded the
3534                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3535                                  * make sure we get a different mem.
3536                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3537                                  * NULL if no other cgroup is present on
3538                                  * the tree
3539                                  */
3540                                 next_mz =
3541                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3542                                 if (next_mz == mz)
3543                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3544                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3545                                         break;
3546                         } while (1);
3547                 }
3548                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3549                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3550                 /*
3551                  * One school of thought says that we should not add
3552                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3553                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3554                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3555                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3556                  * term TODO.
3557                  */
3558                 /* If excess == 0, no tree ops */
3559                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3560                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3561                 css_put(&mz->memcg->css);
3562                 loop++;
3563                 /*
3564                  * Could not reclaim anything and there are no more
3565                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3566                  * reclaiming anything.
3567                  */
3568                 if (!nr_reclaimed &&
3569                         (next_mz == NULL ||
3570                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3571                         break;
3572         } while (!nr_reclaimed);
3573         if (next_mz)
3574                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3575         return nr_reclaimed;
3576 }
3577
3578 /*
3579  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3580  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3581  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3582  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3583  */
3584 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3585 {
3586         bool ret;
3587
3588         /*
3589          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3590          * it prevents a new child from being initialized based on this
3591          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3592          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3593          */
3594         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3595
3596         rcu_read_lock();
3597         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3598         rcu_read_unlock();
3599         return ret;
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3604  * the rest to the parent.
3605  *
3606  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3607  */
3608 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3609 {
3610         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3611
3612         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3613         lru_add_drain_all();
3614         /* try to free all pages in this cgroup */
3615         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3616                 int progress;
3617
3618                 if (signal_pending(current))
3619                         return -EINTR;
3620
3621                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3622                                                         GFP_KERNEL, true);
3623                 if (!progress) {
3624                         nr_retries--;
3625                         /* maybe some writeback is necessary */
3626                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3627                 }
3628
3629         }
3630
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3635                                             char *buf, size_t nbytes,
3636                                             loff_t off)
3637 {
3638         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3639
3640         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3641                 return -EINVAL;
3642         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3643 }
3644
3645 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3646                                      struct cftype *cft)
3647 {
3648         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3649 }
3650
3651 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3652                                       struct cftype *cft, u64 val)
3653 {
3654         int retval = 0;
3655         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3656         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3657
3658         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3659
3660         if (memcg->use_hierarchy == val)
3661                 goto out;
3662
3663         /*
3664          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3665          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3666          * occur, provided the current cgroup has no children.
3667          *
3668          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3669          * set if there are no children.
3670          */
3671         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3672                                 (val == 1 || val == 0)) {
3673                 if (!memcg_has_children(memcg))
3674                         memcg->use_hierarchy = val;
3675                 else
3676                         retval = -EBUSY;
3677         } else
3678                 retval = -EINVAL;
3679
3680 out:
3681         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3682
3683         return retval;
3684 }
3685
3686 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3687                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3688 {
3689         struct mem_cgroup *iter;
3690         long val = 0;
3691
3692         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3693         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3694                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3695
3696         if (val < 0) /* race ? */
3697                 val = 0;
3698         return val;
3699 }
3700
3701 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3702 {
3703         u64 val;
3704
3705         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3706                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3707                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3708                 if (swap)
3709                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3710         } else {
3711                 if (!swap)
3712                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3713                 else
3714                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3715         }
3716         return val << PAGE_SHIFT;
3717 }
3718
3719 enum {
3720         RES_USAGE,
3721         RES_LIMIT,
3722         RES_MAX_USAGE,
3723         RES_FAILCNT,
3724         RES_SOFT_LIMIT,
3725 };
3726
3727 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3728                                struct cftype *cft)
3729 {
3730         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3731         struct page_counter *counter;
3732
3733         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3734         case _MEM:
3735                 counter = &memcg->memory;
3736                 break;
3737         case _MEMSWAP:
3738                 counter = &memcg->memsw;
3739                 break;
3740         case _KMEM:
3741                 counter = &memcg->kmem;
3742                 break;
3743         default:
3744                 BUG();
3745         }
3746
3747         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3748         case RES_USAGE:
3749                 if (counter == &memcg->memory)
3750                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3751                 if (counter == &memcg->memsw)
3752                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3753                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3754         case RES_LIMIT:
3755                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3756         case RES_MAX_USAGE:
3757                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3758         case RES_FAILCNT:
3759                 return counter->failcnt;
3760         case RES_SOFT_LIMIT:
3761                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3762         default:
3763                 BUG();
3764         }
3765 }
3766
3767 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3768 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
3769 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3770                                  unsigned long nr_pages)
3771 {
3772         int err = 0;
3773         int memcg_id;
3774
3775         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3776                 return 0;
3777
3778         /*
3779          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
3780          * cgroups so let's stop accounting here.
3781          */
3782         memcg_stop_kmem_account();
3783
3784         /*
3785          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3786          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3787          * already joined.
3788          *
3789          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3790          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3791          * place, which makes the value quite meaningless.
3792          *
3793          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3794          * of course permitted.
3795          */
3796         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3797         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3798             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3799                 err = -EBUSY;
3800         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3801         if (err)
3802                 goto out;
3803
3804         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3805         if (memcg_id < 0) {
3806                 err = memcg_id;
3807                 goto out;
3808         }
3809
3810         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3811         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3812
3813         /*
3814          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
3815          * active bit set yet, so this should succeed.
3816          */
3817         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3818         VM_BUG_ON(err);
3819
3820         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3821         /*
3822          * Setting the active bit after enabling static branching will
3823          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3824          * patched.
3825          */
3826         memcg_kmem_set_active(memcg);
3827 out:
3828         memcg_resume_kmem_account();
3829         return err;
3830 }
3831
3832 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3833                                unsigned long nr_pages)
3834 {
3835         int ret;
3836
3837         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3838         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, nr_pages);
3839         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3840         return ret;
3841 }
3842
3843 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3844                                    unsigned long limit)
3845 {
3846         int ret;
3847
3848         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3849         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3850                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3851         else
3852                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3853         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3854         return ret;
3855 }
3856
3857 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3858 {
3859         int ret = 0;
3860         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3861
3862         if (!parent)
3863                 return 0;
3864
3865         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3866         /*
3867          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3868          * after this point, because it has at least one child already.
3869          */
3870         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3871                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3872         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3873         return ret;
3874 }
3875 #else
3876 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3877                                    unsigned long limit)
3878 {
3879         return -EINVAL;
3880 }
3881 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3882
3883 /*
3884  * The user of this function is...
3885  * RES_LIMIT.
3886  */
3887 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3888                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3889 {
3890         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3891         unsigned long nr_pages;
3892         int ret;
3893
3894         buf = strstrip(buf);
3895         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3896         if (ret)
3897                 return ret;
3898
3899         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3900         case RES_LIMIT:
3901                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3902                         ret = -EINVAL;
3903                         break;
3904                 }
3905                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3906                 case _MEM:
3907                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3908                         break;
3909                 case _MEMSWAP:
3910                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3911                         break;
3912                 case _KMEM:
3913                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3914                         break;
3915                 }
3916                 break;
3917         case RES_SOFT_LIMIT:
3918                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3919                 ret = 0;
3920                 break;
3921         }
3922         return ret ?: nbytes;
3923 }
3924
3925 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3926                                 size_t nbytes, loff_t off)
3927 {
3928         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3929         struct page_counter *counter;
3930
3931         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3932         case _MEM:
3933                 counter = &memcg->memory;
3934                 break;
3935         case _MEMSWAP:
3936                 counter = &memcg->memsw;
3937                 break;
3938         case _KMEM:
3939                 counter = &memcg->kmem;
3940                 break;
3941         default:
3942                 BUG();
3943         }
3944
3945         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3946         case RES_MAX_USAGE:
3947                 page_counter_reset_watermark(counter);
3948                 break;
3949         case RES_FAILCNT:
3950                 counter->failcnt = 0;
3951                 break;
3952         default:
3953                 BUG();
3954         }
3955
3956         return nbytes;
3957 }
3958
3959 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3960                                         struct cftype *cft)
3961 {
3962         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3963 }
3964
3965 #ifdef CONFIG_MMU
3966 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3967                                         struct cftype *cft, u64 val)
3968 {
3969         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3970
3971         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3972                 return -EINVAL;
3973
3974         /*
3975          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3976          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3977          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3978          * affect task migrations starting after the change.
3979          */
3980         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3981         return 0;
3982 }
3983 #else
3984 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3985                                         struct cftype *cft, u64 val)
3986 {
3987         return -ENOSYS;
3988 }
3989 #endif
3990
3991 #ifdef CONFIG_NUMA
3992 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3993 {
3994         struct numa_stat {
3995                 const char *name;
3996                 unsigned int lru_mask;
3997         };
3998
3999         static const struct numa_stat stats[] = {
4000                 { "total", LRU_ALL },
4001                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4002                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4003                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4004         };
4005         const struct numa_stat *stat;
4006         int nid;
4007         unsigned long nr;
4008         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4009
4010         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4011                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4012                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4013                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4014                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4015                                                           stat->lru_mask);
4016                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4017                 }
4018                 seq_putc(m, '\n');
4019         }
4020
4021         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4022                 struct mem_cgroup *iter;
4023
4024                 nr = 0;
4025                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4026                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4027                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4028                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4029                         nr = 0;
4030                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4031                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4032                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4033                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4034                 }
4035                 seq_putc(m, '\n');
4036         }
4037
4038         return 0;
4039 }
4040 #endif /* CONFIG_NUMA */
4041
4042 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4043 {
4044         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4045 }
4046
4047 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4048 {
4049         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4050         unsigned long memory, memsw;
4051         struct mem_cgroup *mi;
4052         unsigned int i;
4053
4054         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4055                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4056                         continue;
4057                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4058                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4059         }
4060
4061         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4062                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4063                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4064
4065         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4066                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4067                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4068
4069         /* Hierarchical information */
4070         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4071         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4072                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
4073                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
4074         }
4075         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4076                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4077         if (do_swap_account)
4078                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4079                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4080
4081         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4082                 long long val = 0;
4083
4084                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4085                         continue;
4086                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4087                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4088                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4089         }
4090
4091         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4092                 unsigned long long val = 0;
4093
4094                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4095                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4096                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4097                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4098         }
4099
4100         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4101                 unsigned long long val = 0;
4102
4103                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4104                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4105                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4106         }
4107
4108 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4109         {
4110                 int nid, zid;
4111                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4112                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4113                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4114                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4115
4116                 for_each_online_node(nid)
4117                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4118                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4119                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4120
4121                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4122                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4123                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4124                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4125                         }
4126                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4127                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4128                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4129                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4130         }
4131 #endif
4132
4133         return 0;
4134 }
4135
4136 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4137                                       struct cftype *cft)
4138 {
4139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4140
4141         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4142 }
4143
4144 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4145                                        struct cftype *cft, u64 val)
4146 {
4147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4148
4149         if (val > 100)
4150                 return -EINVAL;
4151
4152         if (css->parent)
4153                 memcg->swappiness = val;
4154         else
4155                 vm_swappiness = val;
4156
4157         return 0;
4158 }
4159
4160 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4161 {
4162         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4163         unsigned long usage;
4164         int i;
4165
4166         rcu_read_lock();
4167         if (!swap)
4168                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4169         else
4170                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4171
4172         if (!t)
4173                 goto unlock;
4174
4175         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4176
4177         /*
4178          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4179          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4180          * call of __mem_cgroup_threshold().
4181          */
4182         i = t->current_threshold;
4183
4184         /*
4185          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4186          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4187          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4188          * only one element of the array here.
4189          */
4190         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4191                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4192
4193         /* i = current_threshold + 1 */
4194         i++;
4195
4196         /*
4197          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4198          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4199          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4200          * only one element of the array here.
4201          */
4202         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4203                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4204
4205         /* Update current_threshold */
4206         t->current_threshold = i - 1;
4207 unlock:
4208         rcu_read_unlock();
4209 }
4210
4211 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4212 {
4213         while (memcg) {
4214                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4215                 if (do_swap_account)
4216                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4217
4218                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4219         }
4220 }
4221
4222 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4223 {
4224         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4225         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4226
4227         if (_a->threshold > _b->threshold)
4228                 return 1;
4229
4230         if (_a->threshold < _b->threshold)
4231                 return -1;
4232
4233         return 0;
4234 }
4235
4236 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4237 {
4238         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4239
4240         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4241
4242         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4243                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4244
4245         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4246         return 0;
4247 }
4248
4249 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4250 {
4251         struct mem_cgroup *iter;
4252
4253         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4254                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4255 }
4256
4257 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4258         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4259 {
4260         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4261         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4262         unsigned long threshold;
4263         unsigned long usage;
4264         int i, size, ret;
4265
4266         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4267         if (ret)
4268                 return ret;
4269
4270         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4271
4272         if (type == _MEM) {
4273                 thresholds = &memcg->thresholds;
4274                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4275         } else if (type == _MEMSWAP) {
4276                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4277                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4278         } else
4279                 BUG();
4280
4281         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4282         if (thresholds->primary)
4283                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4284
4285         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4286
4287         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4288         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4289                         GFP_KERNEL);
4290         if (!new) {
4291                 ret = -ENOMEM;
4292                 goto unlock;
4293         }
4294         new->size = size;
4295
4296         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4297         if (thresholds->primary) {
4298                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4299                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4300         }
4301
4302         /* Add new threshold */
4303         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4304         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4305
4306         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4307         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4308                         compare_thresholds, NULL);
4309
4310         /* Find current threshold */
4311         new->current_threshold = -1;
4312         for (i = 0; i < size; i++) {
4313                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4314                         /*
4315                          * new->current_threshold will not be used until
4316                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4317                          * it here.
4318                          */
4319                         ++new->current_threshold;
4320                 } else
4321                         break;
4322         }
4323
4324         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4325         kfree(thresholds->spare);
4326         thresholds->spare = thresholds->primary;
4327
4328         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4329
4330         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4331         synchronize_rcu();
4332
4333 unlock:
4334         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4335
4336         return ret;
4337 }
4338
4339 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4340         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4341 {
4342         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4343 }
4344
4345 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4346         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4347 {
4348         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4349 }
4350
4351 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4352         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4353 {
4354         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4355         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4356         unsigned long usage;
4357         int i, j, size;
4358
4359         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4360
4361         if (type == _MEM) {
4362                 thresholds = &memcg->thresholds;
4363                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4364         } else if (type == _MEMSWAP) {
4365                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4366                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4367         } else
4368                 BUG();
4369
4370         if (!thresholds->primary)
4371                 goto unlock;
4372
4373         /* Check if a threshold crossed before removing */
4374         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4375
4376         /* Calculate new number of threshold */
4377         size = 0;
4378         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4379                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4380                         size++;
4381         }
4382
4383         new = thresholds->spare;
4384
4385         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4386         if (!size) {
4387                 kfree(new);
4388                 new = NULL;
4389                 goto swap_buffers;
4390         }
4391
4392         new->size = size;
4393
4394         /* Copy thresholds and find current threshold */
4395         new->current_threshold = -1;
4396         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4397                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4398                         continue;
4399
4400                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4401                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4402                         /*
4403                          * new->current_threshold will not be used
4404                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4405                          * it here.
4406                          */
4407                         ++new->current_threshold;
4408                 }
4409                 j++;
4410         }
4411
4412 swap_buffers:
4413         /* Swap primary and spare array */
4414         thresholds->spare = thresholds->primary;
4415         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4416         if (!new) {
4417                 kfree(thresholds->spare);
4418                 thresholds->spare = NULL;
4419         }
4420
4421         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4422
4423         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4424         synchronize_rcu();
4425 unlock:
4426         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4427 }
4428
4429 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4430         struct eventfd_ctx *eventfd)
4431 {
4432         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4433 }
4434
4435 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4436         struct eventfd_ctx *eventfd)
4437 {
4438         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4439 }
4440
4441 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4442         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4443 {
4444         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4445
4446         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4447         if (!event)
4448                 return -ENOMEM;
4449
4450         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4451
4452         event->eventfd = eventfd;
4453         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4454
4455         /* already in OOM ? */
4456         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4457                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4458         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4459
4460         return 0;
4461 }
4462
4463 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4464         struct eventfd_ctx *eventfd)
4465 {
4466         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4467
4468         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4469
4470         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4471                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4472                         list_del(&ev->list);
4473                         kfree(ev);
4474                 }
4475         }
4476
4477         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4478 }
4479
4480 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4481 {
4482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4483
4484         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4485         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4490         struct cftype *cft, u64 val)
4491 {
4492         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4493
4494         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4495         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4496                 return -EINVAL;
4497
4498         memcg->oom_kill_disable = val;
4499         if (!val)
4500                 memcg_oom_recover(memcg);
4501
4502         return 0;
4503 }
4504
4505 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4506 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4507 {
4508         int ret;
4509
4510         memcg->kmemcg_id = -1;
4511         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4512         if (ret)
4513                 return ret;
4514
4515         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4516 }
4517
4518 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4519 {
4520         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4521 }
4522 #else
4523 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4524 {
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4529 {
4530 }
4531 #endif
4532
4533 /*
4534  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4535  *
4536  * "cgroup.event_control" implementation.
4537  *
4538  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4539  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4540  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4541  *
4542  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4543  * possible.
4544  */
4545
4546 /*
4547  * Unregister event and free resources.
4548  *
4549  * Gets called from workqueue.
4550  */
4551 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4552 {
4553         struct mem_cgroup_event *event =
4554                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4555         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4556
4557         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4558
4559         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4560
4561         /* Notify userspace the event is going away. */
4562         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4563
4564         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4565         kfree(event);
4566         css_put(&memcg->css);
4567 }
4568
4569 /*
4570  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4571  *
4572  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4573  */
4574 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4575                             int sync, void *key)
4576 {
4577         struct mem_cgroup_event *event =
4578                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4579         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4580         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4581
4582         if (flags & POLLHUP) {
4583                 /*
4584                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4585                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4586                  * for us.
4587                  *
4588                  * We can't race against event freeing since the other
4589                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4590                  * which we hold.
4591                  */
4592                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4593                 if (!list_empty(&event->list)) {
4594                         list_del_init(&event->list);
4595                         /*
4596                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4597                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4598                          */
4599                         schedule_work(&event->remove);
4600                 }
4601                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4602         }
4603
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4608                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4609 {
4610         struct mem_cgroup_event *event =
4611                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4612
4613         event->wqh = wqh;
4614         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4615 }
4616
4617 /*
4618  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4619  *
4620  * Parse input and register new cgroup event handler.
4621  *
4622  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4623  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4624  */
4625 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4626                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4627 {
4628         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4629         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4630         struct mem_cgroup_event *event;
4631         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4632         unsigned int efd, cfd;
4633         struct fd efile;
4634         struct fd cfile;
4635         const char *name;
4636         char *endp;
4637         int ret;
4638
4639         buf = strstrip(buf);
4640
4641         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4642         if (*endp != ' ')
4643                 return -EINVAL;
4644         buf = endp + 1;
4645
4646         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4647         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4648                 return -EINVAL;
4649         buf = endp + 1;
4650
4651         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4652         if (!event)
4653                 return -ENOMEM;
4654
4655         event->memcg = memcg;
4656         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4657         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4658         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4659         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4660
4661         efile = fdget(efd);
4662         if (!efile.file) {
4663                 ret = -EBADF;
4664                 goto out_kfree;
4665         }
4666
4667         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4668         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4669                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4670                 goto out_put_efile;
4671         }
4672
4673         cfile = fdget(cfd);
4674         if (!cfile.file) {
4675                 ret = -EBADF;
4676                 goto out_put_eventfd;
4677         }
4678
4679         /* the process need read permission on control file */
4680         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4681         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4682         if (ret < 0)
4683                 goto out_put_cfile;
4684
4685         /*
4686          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4687          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4688          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4689          * is for compatibility anyway.
4690          *
4691          * DO NOT ADD NEW FILES.
4692          */
4693         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
4694
4695         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4696                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4697                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4698         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4699                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4700                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4701         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4702                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4703                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4704         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4705                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4706                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4707         } else {
4708                 ret = -EINVAL;
4709                 goto out_put_cfile;
4710         }
4711
4712         /*
4713          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4714          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4715          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4716          */
4717         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
4718                                                &memory_cgrp_subsys);
4719         ret = -EINVAL;
4720         if (IS_ERR(cfile_css))
4721                 goto out_put_cfile;
4722         if (cfile_css != css) {
4723                 css_put(cfile_css);
4724                 goto out_put_cfile;
4725         }
4726
4727         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4728         if (ret)
4729                 goto out_put_css;
4730
4731         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4732
4733         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4734         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4735         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4736
4737         fdput(cfile);
4738         fdput(efile);
4739
4740         return nbytes;
4741
4742 out_put_css:
4743         css_put(css);
4744 out_put_cfile:
4745         fdput(cfile);
4746 out_put_eventfd:
4747         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4748 out_put_efile:
4749         fdput(efile);
4750 out_kfree:
4751         kfree(event);
4752
4753         return ret;
4754 }
4755
4756 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4757         {
4758                 .name = "usage_in_bytes",
4759                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4760                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4761         },
4762         {
4763                 .name = "max_usage_in_bytes",
4764                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4765                 .write = mem_cgroup_reset,
4766                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4767         },
4768         {
4769                 .name = "limit_in_bytes",
4770                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4771                 .write = mem_cgroup_write,
4772                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4773         },
4774         {
4775                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4776                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4777                 .write = mem_cgroup_write,
4778                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4779         },
4780         {
4781                 .name = "failcnt",
4782                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4783                 .write = mem_cgroup_reset,
4784                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4785         },
4786         {
4787                 .name = "stat",
4788                 .seq_show = memcg_stat_show,
4789         },
4790         {
4791                 .name = "force_empty",
4792                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4793         },
4794         {
4795                 .name = "use_hierarchy",
4796                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4797                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4798         },
4799         {
4800                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4801                 .write = memcg_write_event_control,
4802                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4803                 .mode = S_IWUGO,
4804         },
4805         {
4806                 .name = "swappiness",
4807                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4808                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4809         },
4810         {
4811                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4812                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4813                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4814         },
4815         {
4816                 .name = "oom_control",
4817                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4818                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4819                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4820         },
4821         {
4822                 .name = "pressure_level",
4823         },
4824 #ifdef CONFIG_NUMA
4825         {
4826                 .name = "numa_stat",
4827                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4828         },
4829 #endif
4830 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4831         {
4832                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4833                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4834                 .write = mem_cgroup_write,
4835                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4836         },
4837         {
4838                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4839                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4840                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4841         },
4842         {
4843                 .name = "kmem.failcnt",
4844                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4845                 .write = mem_cgroup_reset,
4846                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4847         },
4848         {
4849                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4850                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4851                 .write = mem_cgroup_reset,
4852                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4853         },
4854 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4855         {
4856                 .name = "kmem.slabinfo",
4857                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
4858         },
4859 #endif
4860 #endif
4861         { },    /* terminate */
4862 };
4863
4864 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4865 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4866         {
4867                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4869                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4870         },
4871         {
4872                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4874                 .write = mem_cgroup_reset,
4875                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4876         },
4877         {
4878                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4879                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4880                 .write = mem_cgroup_write,
4881                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4882         },
4883         {
4884                 .name = "memsw.failcnt",
4885                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4886                 .write = mem_cgroup_reset,
4887                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4888         },
4889         { },    /* terminate */
4890 };
4891 #endif
4892 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4893 {
4894         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4895         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4896         int zone, tmp = node;
4897         /*
4898          * This routine is called against possible nodes.
4899          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4900          *
4901          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4902          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4903          *       function.
4904          */
4905         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4906                 tmp = -1;
4907         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4908         if (!pn)
4909                 return 1;
4910
4911         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4912                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4913                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4914                 mz->usage_in_excess = 0;
4915                 mz->on_tree = false;
4916                 mz->memcg = memcg;
4917         }
4918         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4919         return 0;
4920 }
4921
4922 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4923 {
4924         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4925 }
4926
4927 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4928 {
4929         struct mem_cgroup *memcg;
4930         size_t size;
4931
4932         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4933         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4934
4935         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4936         if (!memcg)
4937                 return NULL;
4938
4939         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4940         if (!memcg->stat)
4941                 goto out_free;
4942         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4943         return memcg;
4944
4945 out_free:
4946         kfree(memcg);
4947         return NULL;
4948 }
4949
4950 /*
4951  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4952  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4953  *
4954  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4955  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4956  * it goes down to 0.
4957  *
4958  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4959  */
4960
4961 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4962 {
4963         int node;
4964
4965         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4966
4967         for_each_node(node)
4968                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4969
4970         free_percpu(memcg->stat);
4971
4972         /*
4973          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4974          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4975          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4976          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4977          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4978          *
4979          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4980          * to move this code around, and make sure it is outside
4981          * the cgroup_lock.
4982          */
4983         disarm_static_keys(memcg);
4984         kfree(memcg);
4985 }
4986
4987 /*
4988  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4989  */
4990 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4991 {
4992         if (!memcg->memory.parent)
4993                 return NULL;
4994         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4995 }
4996 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4997
4998 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4999 {
5000         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5001         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5002         int tmp, node, zone;
5003
5004         for_each_node(node) {
5005                 tmp = node;
5006                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5007                         tmp = -1;
5008                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5009                 BUG_ON(!rtpn);
5010
5011                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5012
5013                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5014                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5015                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5016                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5017                 }
5018         }
5019 }
5020
5021 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5022 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5023 {
5024         struct mem_cgroup *memcg;
5025         long error = -ENOMEM;
5026         int node;
5027
5028         memcg = mem_cgroup_alloc();
5029         if (!memcg)
5030                 return ERR_PTR(error);
5031
5032         for_each_node(node)
5033                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5034                         goto free_out;
5035
5036         /* root ? */
5037         if (parent_css == NULL) {
5038                 root_mem_cgroup = memcg;
5039                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5040                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5041                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5042         }
5043
5044         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5045         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5046         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5047         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5048         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5049         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5050         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5051         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5052
5053         return &memcg->css;
5054
5055 free_out:
5056         __mem_cgroup_free(memcg);
5057         return ERR_PTR(error);
5058 }
5059
5060 static int
5061 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5062 {
5063         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5064         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5065         int ret;
5066
5067         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5068                 return -ENOSPC;
5069
5070         if (!parent)
5071                 return 0;
5072
5073         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5074
5075         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5076         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5077         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5078
5079         if (parent->use_hierarchy) {
5080                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5081                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5082                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5083
5084                 /*
5085                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5086                  * core guarantees its existence.
5087                  */
5088         } else {
5089                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5090                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5091                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5092                 /*
5093                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5094                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5095                  * unfortunate state in our controller.
5096                  */
5097                 if (parent != root_mem_cgroup)
5098                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5099         }
5100         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5101
5102         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5103         if (ret)
5104                 return ret;
5105
5106         /*
5107          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
5108          * orders reading memcg->initialized against its callers
5109          * reading the memcg members.
5110          */
5111         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
5112
5113         return 0;
5114 }
5115
5116 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5117 {
5118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5119         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5120
5121         /*
5122          * Unregister events and notify userspace.
5123          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5124          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5125          */
5126         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5127         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5128                 list_del_init(&event->list);
5129                 schedule_work(&event->remove);
5130         }
5131         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5132
5133         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5134         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5135 }
5136
5137 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5138 {
5139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5140
5141         memcg_destroy_kmem(memcg);
5142         __mem_cgroup_free(memcg);
5143 }
5144
5145 /**
5146  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5147  * @css: the target css
5148  *
5149  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5150  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5151  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5152  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5153  * made visible again.
5154  *
5155  * The current implementation only resets the essential configurations.
5156  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5157  */
5158 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5159 {
5160         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5161
5162         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5163         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5164         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5165         memcg->soft_limit = 0;
5166 }
5167
5168 #ifdef CONFIG_MMU
5169 /* Handlers for move charge at task migration. */
5170 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5171 {
5172         int ret;
5173
5174         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5175         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5176         if (!ret) {
5177                 mc.precharge += count;
5178                 return ret;
5179         }
5180         if (ret == -EINTR) {
5181                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5182                 return ret;
5183         }
5184
5185         /* Try charges one by one with reclaim */
5186         while (count--) {
5187                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5188                 /*
5189                  * In case of failure, any residual charges against
5190                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5191                  * later on.  However, cancel any charges that are
5192                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5193                  */
5194                 if (ret == -EINTR)
5195                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5196                 if (ret)
5197                         return ret;
5198                 mc.precharge++;
5199                 cond_resched();
5200         }
5201         return 0;
5202 }
5203
5204 /**
5205  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5206  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5207  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5208  * @ptent: the pte to be checked
5209  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5210  *
5211  * Returns
5212  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5213  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5214  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5215  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5216  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5217  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5218  *     in target->ent.
5219  *
5220  * Called with pte lock held.
5221  */
5222 union mc_target {
5223         struct page     *page;
5224         swp_entry_t     ent;
5225 };
5226
5227 enum mc_target_type {
5228         MC_TARGET_NONE = 0,
5229         MC_TARGET_PAGE,
5230         MC_TARGET_SWAP,
5231 };
5232
5233 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5234                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5235 {
5236         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5237
5238         if (!page || !page_mapped(page))
5239                 return NULL;
5240         if (PageAnon(page)) {
5241                 /* we don't move shared anon */
5242                 if (!move_anon())
5243                         return NULL;
5244         } else if (!move_file())
5245                 /* we ignore mapcount for file pages */
5246                 return NULL;
5247         if (!get_page_unless_zero(page))
5248                 return NULL;
5249
5250         return page;
5251 }
5252
5253 #ifdef CONFIG_SWAP
5254 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5255                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5256 {
5257         struct page *page = NULL;
5258         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5259
5260         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5261                 return NULL;
5262         /*
5263          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5264          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5265          */
5266         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5267         if (do_swap_account)
5268                 entry->val = ent.val;
5269
5270         return page;
5271 }
5272 #else
5273 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5274                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5275 {
5276         return NULL;
5277 }
5278 #endif
5279
5280 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5281                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5282 {
5283         struct page *page = NULL;
5284         struct address_space *mapping;
5285         pgoff_t pgoff;
5286
5287         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5288                 return NULL;
5289         if (!move_file())
5290                 return NULL;
5291
5292         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5293         if (pte_none(ptent))
5294                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5295         else /* pte_file(ptent) is true */
5296                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5297
5298         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5299 #ifdef CONFIG_SWAP
5300         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5301         if (shmem_mapping(mapping)) {
5302                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5303                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5304                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5305                         if (do_swap_account)
5306                                 *entry = swp;
5307                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5308                 }
5309         } else
5310                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5311 #else
5312         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5313 #endif
5314         return page;
5315 }
5316
5317 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5318                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5319 {
5320         struct page *page = NULL;
5321         struct page_cgroup *pc;
5322         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5323         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5324
5325         if (pte_present(ptent))
5326                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5327         else if (is_swap_pte(ptent))
5328                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5329         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5330                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5331
5332         if (!page && !ent.val)
5333                 return ret;
5334         if (page) {
5335                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5336                 /*
5337                  * Do only loose check w/o serialization.
5338                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5339                  * not under LRU exclusion.
5340                  */
5341                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5342                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5343                         if (target)
5344                                 target->page = page;
5345                 }
5346                 if (!ret || !target)
5347                         put_page(page);
5348         }
5349         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5350         if (ent.val && !ret &&
5351             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5352                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5353                 if (target)
5354                         target->ent = ent;
5355         }
5356         return ret;
5357 }
5358
5359 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5360 /*
5361  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5362  * support them for now.
5363  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5364  */
5365 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5366                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5367 {
5368         struct page *page = NULL;
5369         struct page_cgroup *pc;
5370         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5371
5372         page = pmd_page(pmd);
5373         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5374         if (!move_anon())
5375                 return ret;
5376         pc = lookup_page_cgroup(page);
5377         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5378                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5379                 if (target) {
5380                         get_page(page);
5381                         target->page = page;
5382                 }
5383         }
5384         return ret;
5385 }
5386 #else
5387 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5388                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5389 {
5390         return MC_TARGET_NONE;
5391 }
5392 #endif
5393
5394 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5395                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5396                                         struct mm_walk *walk)
5397 {
5398         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5399         pte_t *pte;
5400         spinlock_t *ptl;
5401
5402         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5403                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5404                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5405                 spin_unlock(ptl);
5406                 return 0;
5407         }
5408
5409         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5410                 return 0;
5411         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5412         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5413                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5414                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5415         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5416         cond_resched();
5417
5418         return 0;
5419 }
5420
5421 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5422 {
5423         unsigned long precharge;
5424         struct vm_area_struct *vma;
5425
5426         down_read(&mm->mmap_sem);
5427         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5428                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5429                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5430                         .mm = mm,
5431                         .private = vma,
5432                 };
5433                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5434                         continue;
5435                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5436                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5437         }
5438         up_read(&mm->mmap_sem);
5439
5440         precharge = mc.precharge;
5441         mc.precharge = 0;
5442
5443         return precharge;
5444 }
5445
5446 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5447 {
5448         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5449
5450         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5451         mc.moving_task = current;
5452         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5453 }
5454
5455 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5456 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5457 {
5458         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5459         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5460
5461         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5462         if (mc.precharge) {
5463                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5464                 mc.precharge = 0;
5465         }
5466         /*
5467          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5468          * we must uncharge here.
5469          */
5470         if (mc.moved_charge) {
5471                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5472                 mc.moved_charge = 0;
5473         }
5474         /* we must fixup refcnts and charges */
5475         if (mc.moved_swap) {
5476                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5477                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5478                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5479
5480                 /*
5481                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5482                  * should uncharge to->memory.
5483                  */
5484                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5485                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5486
5487                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5488
5489                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5490                 mc.moved_swap = 0;
5491         }
5492         memcg_oom_recover(from);
5493         memcg_oom_recover(to);
5494         wake_up_all(&mc.waitq);
5495 }
5496
5497 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5498 {
5499         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5500
5501         /*
5502          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5503          * task migration.
5504          */
5505         mc.moving_task = NULL;
5506         __mem_cgroup_clear_mc();
5507         spin_lock(&mc.lock);
5508         mc.from = NULL;
5509         mc.to = NULL;
5510         spin_unlock(&mc.lock);
5511         mem_cgroup_end_move(from);
5512 }
5513
5514 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5515                                  struct cgroup_taskset *tset)
5516 {
5517         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5518         int ret = 0;
5519         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5520         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5521
5522         /*
5523          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5524          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5525          * So we need to save it, and keep it going.
5526          */
5527         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5528         if (move_charge_at_immigrate) {
5529                 struct mm_struct *mm;
5530                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5531
5532                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5533
5534                 mm = get_task_mm(p);
5535                 if (!mm)
5536                         return 0;
5537                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5538                 if (mm->owner == p) {
5539                         VM_BUG_ON(mc.from);
5540                         VM_BUG_ON(mc.to);
5541                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5542                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5543                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5544                         mem_cgroup_start_move(from);
5545                         spin_lock(&mc.lock);
5546                         mc.from = from;
5547                         mc.to = memcg;
5548                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5549                         spin_unlock(&mc.lock);
5550                         /* We set mc.moving_task later */
5551
5552                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5553                         if (ret)
5554                                 mem_cgroup_clear_mc();
5555                 }
5556                 mmput(mm);
5557         }
5558         return ret;
5559 }
5560
5561 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5562                                      struct cgroup_taskset *tset)
5563 {
5564         mem_cgroup_clear_mc();
5565 }
5566
5567 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5568                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5569                                 struct mm_walk *walk)
5570 {
5571         int ret = 0;
5572         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5573         pte_t *pte;
5574         spinlock_t *ptl;
5575         enum mc_target_type target_type;
5576         union mc_target target;
5577         struct page *page;
5578         struct page_cgroup *pc;
5579
5580         /*
5581          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5582          * happens because:
5583          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5584          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5585          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5586          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5587          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5588          *    part of thp split is not executed yet.
5589          */
5590         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5591                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5592                         spin_unlock(ptl);
5593                         return 0;
5594                 }
5595                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5596                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5597                         page = target.page;
5598                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5599                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5600                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5601                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5602                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5603                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5604                                 }
5605                                 putback_lru_page(page);
5606                         }
5607                         put_page(page);
5608                 }
5609                 spin_unlock(ptl);
5610                 return 0;
5611         }
5612
5613         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5614                 return 0;
5615 retry:
5616         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5617         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5618                 pte_t ptent = *(pte++);
5619                 swp_entry_t ent;
5620
5621                 if (!mc.precharge)
5622                         break;
5623
5624                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5625                 case MC_TARGET_PAGE:
5626                         page = target.page;
5627                         if (isolate_lru_page(page))
5628                                 goto put;
5629                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5630                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5631                                                      mc.from, mc.to)) {
5632                                 mc.precharge--;
5633                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5634                                 mc.moved_charge++;
5635                         }
5636                         putback_lru_page(page);
5637 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5638                         put_page(page);
5639                         break;
5640                 case MC_TARGET_SWAP:
5641                         ent = target.ent;
5642                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5643                                 mc.precharge--;
5644                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5645                                 mc.moved_swap++;
5646                         }
5647                         break;
5648                 default:
5649                         break;
5650                 }
5651         }
5652         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5653         cond_resched();
5654
5655         if (addr != end) {
5656                 /*
5657                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5658                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5659                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5660                  * phase.
5661                  */
5662                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5663                 if (!ret)
5664                         goto retry;
5665         }
5666
5667         return ret;
5668 }
5669
5670 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5671 {
5672         struct vm_area_struct *vma;
5673
5674         lru_add_drain_all();
5675 retry:
5676         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5677                 /*
5678                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5679                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5680                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5681                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5682                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5683                  */
5684                 __mem_cgroup_clear_mc();
5685                 cond_resched();
5686                 goto retry;
5687         }
5688         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5689                 int ret;
5690                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5691                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5692                         .mm = mm,
5693                         .private = vma,
5694                 };
5695                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5696                         continue;
5697                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5698                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5699                 if (ret)
5700                         /*
5701                          * means we have consumed all precharges and failed in
5702                          * doing additional charge. Just abandon here.
5703                          */
5704                         break;
5705         }
5706         up_read(&mm->mmap_sem);
5707 }
5708
5709 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5710                                  struct cgroup_taskset *tset)
5711 {
5712         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5713         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5714
5715         if (mm) {
5716                 if (mc.to)
5717                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5718                 mmput(mm);
5719         }
5720         if (mc.to)
5721                 mem_cgroup_clear_mc();
5722 }
5723 #else   /* !CONFIG_MMU */
5724 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5725                                  struct cgroup_taskset *tset)
5726 {
5727         return 0;
5728 }
5729 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5730                                      struct cgroup_taskset *tset)
5731 {
5732 }
5733 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5734                                  struct cgroup_taskset *tset)
5735 {
5736 }
5737 #endif
5738
5739 /*
5740  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5741  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5742  * attempt.
5743  */
5744 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5745 {
5746         /*
5747          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5748          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5749          * on for the root memcg is enough.
5750          */
5751         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5752                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5753 }
5754
5755 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5756         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5757         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5758         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5759         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5760         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5761         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5762         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5763         .attach = mem_cgroup_move_task,
5764         .bind = mem_cgroup_bind,
5765         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5766         .early_init = 0,
5767 };
5768
5769 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5770 static int __init enable_swap_account(char *s)
5771 {
5772         if (!strcmp(s, "1"))
5773                 really_do_swap_account = 1;
5774         else if (!strcmp(s, "0"))
5775                 really_do_swap_account = 0;
5776         return 1;
5777 }
5778 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5779
5780 static void __init memsw_file_init(void)
5781 {
5782         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5783                                           memsw_cgroup_files));
5784 }
5785
5786 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5787 {
5788         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5789                 do_swap_account = 1;
5790                 memsw_file_init();
5791         }
5792 }
5793
5794 #else
5795 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5796 {
5797 }
5798 #endif
5799
5800 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5801 /**
5802  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5803  * @page: page whose memsw charge to transfer
5804  * @entry: swap entry to move the charge to
5805  *
5806  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5807  */
5808 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5809 {
5810         struct page_cgroup *pc;
5811         unsigned short oldid;
5812
5813         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5814         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5815
5816         if (!do_swap_account)
5817                 return;
5818
5819         pc = lookup_page_cgroup(page);
5820
5821         /* Readahead page, never charged */
5822         if (!PageCgroupUsed(pc))
5823                 return;
5824
5825         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
5826
5827         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
5828         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5829
5830         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
5831         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
5832         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
5833 }
5834
5835 /**
5836  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5837  * @entry: swap entry to uncharge
5838  *
5839  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5840  */
5841 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5842 {
5843         struct mem_cgroup *memcg;
5844         unsigned short id;
5845
5846         if (!do_swap_account)
5847                 return;
5848
5849         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5850         rcu_read_lock();
5851         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5852         if (memcg) {
5853                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5854                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5855                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5856                 css_put(&memcg->css);
5857         }
5858         rcu_read_unlock();
5859 }
5860 #endif
5861
5862 /**
5863  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5864  * @page: page to charge
5865  * @mm: mm context of the victim
5866  * @gfp_mask: reclaim mode
5867  * @memcgp: charged memcg return
5868  *
5869  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5870  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5871  *
5872  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5873  * Otherwise, an error code is returned.
5874  *
5875  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5876  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5877  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5878  */
5879 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5880                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5881 {
5882         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5883         unsigned int nr_pages = 1;
5884         int ret = 0;
5885
5886         if (mem_cgroup_disabled())
5887                 goto out;
5888
5889         if (PageSwapCache(page)) {
5890                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
5891                 /*
5892                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5893                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5894                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5895                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5896                  * in turn serializes uncharging.
5897                  */
5898                 if (PageCgroupUsed(pc))
5899                         goto out;
5900         }
5901
5902         if (PageTransHuge(page)) {
5903                 nr_pages <<= compound_order(page);
5904                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5905         }
5906
5907         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5908                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5909         if (!memcg)
5910                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5911
5912         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5913
5914         css_put(&memcg->css);
5915
5916         if (ret == -EINTR) {
5917                 memcg = root_mem_cgroup;
5918                 ret = 0;
5919         }
5920 out:
5921         *memcgp = memcg;
5922         return ret;
5923 }
5924
5925 /**
5926  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5927  * @page: page to charge
5928  * @memcg: memcg to charge the page to
5929  * @lrucare: page might be on LRU already
5930  *
5931  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5932  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5933  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5934  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5935  *
5936  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5937  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5938  *
5939  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5940  */
5941 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5942                               bool lrucare)
5943 {
5944         unsigned int nr_pages = 1;
5945
5946         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5947         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5948
5949         if (mem_cgroup_disabled())
5950                 return;
5951         /*
5952          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5953          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5954          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5955          */
5956         if (!memcg)
5957                 return;
5958
5959         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5960
5961         if (PageTransHuge(page)) {
5962                 nr_pages <<= compound_order(page);
5963                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5964         }
5965
5966         local_irq_disable();
5967         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5968         memcg_check_events(memcg, page);
5969         local_irq_enable();
5970
5971         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5972                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5973                 /*
5974                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5975                  * let's not wait for it.  The page already received a
5976                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5977                  */
5978                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5979         }
5980 }
5981
5982 /**
5983  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5984  * @page: page to charge
5985  * @memcg: memcg to charge the page to
5986  *
5987  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5988  */
5989 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5990 {
5991         unsigned int nr_pages = 1;
5992
5993         if (mem_cgroup_disabled())
5994                 return;
5995         /*
5996          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5997          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5998          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5999          */
6000         if (!memcg)
6001                 return;
6002
6003         if (PageTransHuge(page)) {
6004                 nr_pages <<= compound_order(page);
6005                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6006         }
6007
6008         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6009 }
6010
6011 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
6012                            unsigned long nr_mem, unsigned long nr_memsw,
6013                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
6014                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
6015 {
6016         unsigned long flags;
6017
6018         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6019                 if (nr_mem)
6020                         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_mem);
6021                 if (nr_memsw)
6022                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_memsw);
6023                 memcg_oom_recover(memcg);
6024         }
6025
6026         local_irq_save(flags);
6027         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
6028         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
6029         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
6030         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
6031         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_anon + nr_file);
6032         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
6033         local_irq_restore(flags);
6034
6035         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6036                 css_put_many(&memcg->css, max(nr_mem, nr_memsw));
6037 }
6038
6039 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6040 {
6041         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6042         unsigned long nr_memsw = 0;
6043         unsigned long nr_anon = 0;
6044         unsigned long nr_file = 0;
6045         unsigned long nr_huge = 0;
6046         unsigned long pgpgout = 0;
6047         unsigned long nr_mem = 0;
6048         struct list_head *next;
6049         struct page *page;
6050
6051         next = page_list->next;
6052         do {
6053                 unsigned int nr_pages = 1;
6054                 struct page_cgroup *pc;
6055
6056                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6057                 next = page->lru.next;
6058
6059                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6060                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6061
6062                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6063                 if (!PageCgroupUsed(pc))
6064                         continue;
6065
6066                 /*
6067                  * Nobody should be changing or seriously looking at
6068                  * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have
6069                  * fully exclusive access to the page.
6070                  */
6071
6072                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
6073                         if (memcg) {
6074                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6075                                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6076                                 pgpgout = nr_mem = nr_memsw = 0;
6077                                 nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
6078                         }
6079                         memcg = pc->mem_cgroup;
6080                 }
6081
6082                 if (PageTransHuge(page)) {
6083                         nr_pages <<= compound_order(page);
6084                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6085                         nr_huge += nr_pages;
6086                 }
6087
6088                 if (PageAnon(page))
6089                         nr_anon += nr_pages;
6090                 else
6091                         nr_file += nr_pages;
6092
6093                 if (pc->flags & PCG_MEM)
6094                         nr_mem += nr_pages;
6095                 if (pc->flags & PCG_MEMSW)
6096                         nr_memsw += nr_pages;
6097                 pc->flags = 0;
6098
6099                 pgpgout++;
6100         } while (next != page_list);
6101
6102         if (memcg)
6103                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6104                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6105 }
6106
6107 /**
6108  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6109  * @page: page to uncharge
6110  *
6111  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6112  * mem_cgroup_commit_charge().
6113  */
6114 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6115 {
6116         struct page_cgroup *pc;
6117
6118         if (mem_cgroup_disabled())
6119                 return;
6120
6121         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6122         pc = lookup_page_cgroup(page);
6123         if (!PageCgroupUsed(pc))
6124                 return;
6125
6126         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6127         uncharge_list(&page->lru);
6128 }
6129
6130 /**
6131  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6132  * @page_list: list of pages to uncharge
6133  *
6134  * Uncharge a list of pages previously charged with
6135  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6136  */
6137 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6138 {
6139         if (mem_cgroup_disabled())
6140                 return;
6141
6142         if (!list_empty(page_list))
6143                 uncharge_list(page_list);
6144 }
6145
6146 /**
6147  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6148  * @oldpage: currently charged page
6149  * @newpage: page to transfer the charge to
6150  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6151  *
6152  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6153  *
6154  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6155  */
6156 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6157                         bool lrucare)
6158 {
6159         struct page_cgroup *pc;
6160         int isolated;
6161
6162         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6163         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6164         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6165         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6166         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6167         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6168                        newpage);
6169
6170         if (mem_cgroup_disabled())
6171                 return;
6172
6173         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6174         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6175         if (PageCgroupUsed(pc))
6176                 return;
6177
6178         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6179         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6180         if (!PageCgroupUsed(pc))
6181                 return;
6182
6183         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6184         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6185
6186         if (lrucare)
6187                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6188
6189         pc->flags = 0;
6190
6191         if (lrucare)
6192                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6193
6194         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, lrucare);
6195 }
6196
6197 /*
6198  * subsys_initcall() for memory controller.
6199  *
6200  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6201  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6202  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6203  * be initialized from here.
6204  */
6205 static int __init mem_cgroup_init(void)
6206 {
6207         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6208         enable_swap_cgroup();
6209         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6210         memcg_stock_init();
6211         return 0;
6212 }
6213 subsys_initcall(mem_cgroup_init);