mm: memcontrol: continue cache reclaim from offlined groups
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/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 void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
638
639 static struct mem_cgroup_per_zone *
640 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
641 {
642         int nid = zone_to_nid(zone);
643         int zid = zone_idx(zone);
644
645         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
646 }
647
648 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
649 {
650         return &memcg->css;
651 }
652
653 static struct mem_cgroup_per_zone *
654 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
655 {
656         int nid = page_to_nid(page);
657         int zid = page_zonenum(page);
658
659         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
660 }
661
662 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
663 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
664 {
665         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
666 }
667
668 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
669 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
670 {
671         int nid = page_to_nid(page);
672         int zid = page_zonenum(page);
673
674         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
675 }
676
677 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
678                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
679                                          unsigned long new_usage_in_excess)
680 {
681         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
682         struct rb_node *parent = NULL;
683         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
684
685         if (mz->on_tree)
686                 return;
687
688         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
689         if (!mz->usage_in_excess)
690                 return;
691         while (*p) {
692                 parent = *p;
693                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
694                                         tree_node);
695                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
696                         p = &(*p)->rb_left;
697                 /*
698                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
699                  * limit by the same amount
700                  */
701                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
702                         p = &(*p)->rb_right;
703         }
704         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
705         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
706         mz->on_tree = true;
707 }
708
709 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
710                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
711 {
712         if (!mz->on_tree)
713                 return;
714         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
715         mz->on_tree = false;
716 }
717
718 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
719                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
720 {
721         unsigned long flags;
722
723         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
724         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
725         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
726 }
727
728 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
729 {
730         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
731         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
732         unsigned long excess = 0;
733
734         if (nr_pages > soft_limit)
735                 excess = nr_pages - soft_limit;
736
737         return excess;
738 }
739
740 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
741 {
742         unsigned long excess;
743         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
744         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
745
746         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
747         /*
748          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
749          * because their event counter is not touched.
750          */
751         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
752                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
753                 excess = soft_limit_excess(memcg);
754                 /*
755                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
756                  * mem is over its softlimit.
757                  */
758                 if (excess || mz->on_tree) {
759                         unsigned long flags;
760
761                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
762                         /* if on-tree, remove it */
763                         if (mz->on_tree)
764                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
765                         /*
766                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
767                          * If excess is 0, no tree ops.
768                          */
769                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
770                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
771                 }
772         }
773 }
774
775 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
776 {
777         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
778         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
779         int nid, zid;
780
781         for_each_node(nid) {
782                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
783                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
784                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
785                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
786                 }
787         }
788 }
789
790 static struct mem_cgroup_per_zone *
791 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
792 {
793         struct rb_node *rightmost = NULL;
794         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
795
796 retry:
797         mz = NULL;
798         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
799         if (!rightmost)
800                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
801
802         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
803         /*
804          * Remove the node now but someone else can add it back,
805          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
806          * position in the tree.
807          */
808         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
809         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
810             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
811                 goto retry;
812 done:
813         return mz;
814 }
815
816 static struct mem_cgroup_per_zone *
817 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
818 {
819         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
820
821         spin_lock_irq(&mctz->lock);
822         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
823         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
824         return mz;
825 }
826
827 /*
828  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
829  *
830  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
831  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
832  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
833  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
834  *
835  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
836  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
837  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
838  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
839  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
840  *
841  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
842  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
843  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
844  * implemented.
845  */
846 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
847                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
848 {
849         long val = 0;
850         int cpu;
851
852         get_online_cpus();
853         for_each_online_cpu(cpu)
854                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
855 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
856         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
857         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
858         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
859 #endif
860         put_online_cpus();
861         return val;
862 }
863
864 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
865                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
866 {
867         unsigned long val = 0;
868         int cpu;
869
870         get_online_cpus();
871         for_each_online_cpu(cpu)
872                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
873 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
874         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
875         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
876         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
877 #endif
878         put_online_cpus();
879         return val;
880 }
881
882 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
883                                          struct page *page,
884                                          int nr_pages)
885 {
886         /*
887          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
888          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
889          */
890         if (PageAnon(page))
891                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
892                                 nr_pages);
893         else
894                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
895                                 nr_pages);
896
897         if (PageTransHuge(page))
898                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
899                                 nr_pages);
900
901         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
902         if (nr_pages > 0)
903                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
904         else {
905                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
906                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
907         }
908
909         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
910 }
911
912 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
913 {
914         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
915
916         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
917         return mz->lru_size[lru];
918 }
919
920 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
921                                                   int nid,
922                                                   unsigned int lru_mask)
923 {
924         unsigned long nr = 0;
925         int zid;
926
927         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
928
929         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
930                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
931                 enum lru_list lru;
932
933                 for_each_lru(lru) {
934                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
935                                 continue;
936                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
937                         nr += mz->lru_size[lru];
938                 }
939         }
940         return nr;
941 }
942
943 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
944                         unsigned int lru_mask)
945 {
946         unsigned long nr = 0;
947         int nid;
948
949         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
950                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
951         return nr;
952 }
953
954 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
955                                        enum mem_cgroup_events_target target)
956 {
957         unsigned long val, next;
958
959         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
960         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
961         /* from time_after() in jiffies.h */
962         if ((long)next - (long)val < 0) {
963                 switch (target) {
964                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
965                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
966                         break;
967                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
968                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
969                         break;
970                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
971                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
972                         break;
973                 default:
974                         break;
975                 }
976                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
977                 return true;
978         }
979         return false;
980 }
981
982 /*
983  * Check events in order.
984  *
985  */
986 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
987 {
988         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
989         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
991                 bool do_softlimit;
992                 bool do_numainfo __maybe_unused;
993
994                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
995                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
996 #if MAX_NUMNODES > 1
997                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
998                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
999 #endif
1000                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1001                 if (unlikely(do_softlimit))
1002                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1003 #if MAX_NUMNODES > 1
1004                 if (unlikely(do_numainfo))
1005                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1006 #endif
1007         }
1008 }
1009
1010 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1011 {
1012         /*
1013          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1014          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1015          * So this can be called with p == NULL.
1016          */
1017         if (unlikely(!p))
1018                 return NULL;
1019
1020         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1021 }
1022
1023 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1024 {
1025         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1026
1027         rcu_read_lock();
1028         do {
1029                 /*
1030                  * Page cache insertions can happen withou an
1031                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1032                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1033                  */
1034                 if (unlikely(!mm))
1035                         memcg = root_mem_cgroup;
1036                 else {
1037                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1038                         if (unlikely(!memcg))
1039                                 memcg = root_mem_cgroup;
1040                 }
1041         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1042         rcu_read_unlock();
1043         return memcg;
1044 }
1045
1046 /**
1047  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1048  * @root: hierarchy root
1049  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1050  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1051  *
1052  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1053  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1054  *
1055  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1056  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1057  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1058  *
1059  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1060  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1061  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1062  */
1063 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1064                                    struct mem_cgroup *prev,
1065                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1066 {
1067         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1068         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1069         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1070         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1071
1072         if (mem_cgroup_disabled())
1073                 return NULL;
1074
1075         if (!root)
1076                 root = root_mem_cgroup;
1077
1078         if (prev && !reclaim)
1079                 pos = prev;
1080
1081         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1082                 if (prev)
1083                         goto out;
1084                 return root;
1085         }
1086
1087         rcu_read_lock();
1088
1089         if (reclaim) {
1090                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1091
1092                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1093                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1094
1095                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1096                         goto out_unlock;
1097
1098                 do {
1099                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1100                         /*
1101                          * A racing update may change the position and
1102                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1103                          * or retry to see the updated position.
1104                          */
1105                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1106         }
1107
1108         if (pos)
1109                 css = &pos->css;
1110
1111         for (;;) {
1112                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1113                 if (!css) {
1114                         /*
1115                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1116                          * new one might jump in right at the end of
1117                          * the hierarchy - make sure they see at least
1118                          * one group and restart from the beginning.
1119                          */
1120                         if (!prev)
1121                                 continue;
1122                         break;
1123                 }
1124
1125                 /*
1126                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1127                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1128                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1129                  */
1130                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1131
1132                 if (css == &root->css)
1133                         break;
1134
1135                 if (css_tryget(css)) {
1136                         /*
1137                          * Make sure the memcg is initialized:
1138                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1139                          * initialization against setting the flag.
1140                          */
1141                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1142                                 break;
1143
1144                         css_put(css);
1145                 }
1146
1147                 memcg = NULL;
1148         }
1149
1150         if (reclaim) {
1151                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1152                         if (memcg)
1153                                 css_get(&memcg->css);
1154                         if (pos)
1155                                 css_put(&pos->css);
1156                 }
1157
1158                 /*
1159                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1160                  * above.
1161                  */
1162                 if (pos)
1163                         css_put(&pos->css);
1164
1165                 if (!memcg)
1166                         iter->generation++;
1167                 else if (!prev)
1168                         reclaim->generation = iter->generation;
1169         }
1170
1171 out_unlock:
1172         rcu_read_unlock();
1173 out:
1174         if (prev && prev != root)
1175                 css_put(&prev->css);
1176
1177         return memcg;
1178 }
1179
1180 /**
1181  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1182  * @root: hierarchy root
1183  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1184  */
1185 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1186                            struct mem_cgroup *prev)
1187 {
1188         if (!root)
1189                 root = root_mem_cgroup;
1190         if (prev && prev != root)
1191                 css_put(&prev->css);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1196  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1197  * be used for reference counting.
1198  */
1199 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1200         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1201              iter != NULL;                              \
1202              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1203
1204 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1205         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1206              iter != NULL;                              \
1207              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1208
1209 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1210 {
1211         struct mem_cgroup *memcg;
1212
1213         rcu_read_lock();
1214         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1215         if (unlikely(!memcg))
1216                 goto out;
1217
1218         switch (idx) {
1219         case PGFAULT:
1220                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1221                 break;
1222         case PGMAJFAULT:
1223                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1224                 break;
1225         default:
1226                 BUG();
1227         }
1228 out:
1229         rcu_read_unlock();
1230 }
1231 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1232
1233 /**
1234  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1235  * @zone: zone of the wanted lruvec
1236  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1237  *
1238  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1239  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1240  * is disabled.
1241  */
1242 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1243                                       struct mem_cgroup *memcg)
1244 {
1245         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1246         struct lruvec *lruvec;
1247
1248         if (mem_cgroup_disabled()) {
1249                 lruvec = &zone->lruvec;
1250                 goto out;
1251         }
1252
1253         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1254         lruvec = &mz->lruvec;
1255 out:
1256         /*
1257          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1258          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1259          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1260          */
1261         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1262                 lruvec->zone = zone;
1263         return lruvec;
1264 }
1265
1266 /**
1267  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1268  * @page: the page
1269  * @zone: zone of the page
1270  */
1271 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1272 {
1273         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1274         struct mem_cgroup *memcg;
1275         struct page_cgroup *pc;
1276         struct lruvec *lruvec;
1277
1278         if (mem_cgroup_disabled()) {
1279                 lruvec = &zone->lruvec;
1280                 goto out;
1281         }
1282
1283         pc = lookup_page_cgroup(page);
1284         memcg = pc->mem_cgroup;
1285
1286         /*
1287          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1288          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1289          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1290          *
1291          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1292          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1293          * of pc->mem_cgroup safe.
1294          */
1295         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1296                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1297
1298         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1299         lruvec = &mz->lruvec;
1300 out:
1301         /*
1302          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1303          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1304          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1305          */
1306         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1307                 lruvec->zone = zone;
1308         return lruvec;
1309 }
1310
1311 /**
1312  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1313  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1314  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1315  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1316  *
1317  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1318  * lru list.
1319  */
1320 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1321                                 int nr_pages)
1322 {
1323         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1324         unsigned long *lru_size;
1325
1326         if (mem_cgroup_disabled())
1327                 return;
1328
1329         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1330         lru_size = mz->lru_size + lru;
1331         *lru_size += nr_pages;
1332         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1337  * hierarchy subtree
1338  */
1339 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1340                                   struct mem_cgroup *memcg)
1341 {
1342         if (root_memcg == memcg)
1343                 return true;
1344         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1345                 return false;
1346         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1347 }
1348
1349 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1350                                        struct mem_cgroup *memcg)
1351 {
1352         bool ret;
1353
1354         rcu_read_lock();
1355         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1356         rcu_read_unlock();
1357         return ret;
1358 }
1359
1360 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1361                         const struct mem_cgroup *memcg)
1362 {
1363         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1364         struct task_struct *p;
1365         bool ret;
1366
1367         p = find_lock_task_mm(task);
1368         if (p) {
1369                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1370                 task_unlock(p);
1371         } else {
1372                 /*
1373                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1374                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1375                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1376                  */
1377                 rcu_read_lock();
1378                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1379                 if (curr)
1380                         css_get(&curr->css);
1381                 rcu_read_unlock();
1382         }
1383         /*
1384          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1385          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1386          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1387          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1388          */
1389         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1390         css_put(&curr->css);
1391         return ret;
1392 }
1393
1394 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1395 {
1396         unsigned long inactive_ratio;
1397         unsigned long inactive;
1398         unsigned long active;
1399         unsigned long gb;
1400
1401         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1402         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1403
1404         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1405         if (gb)
1406                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1407         else
1408                 inactive_ratio = 1;
1409
1410         return inactive * inactive_ratio < active;
1411 }
1412
1413 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1414         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1415
1416 /**
1417  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1418  * @memcg: the memory cgroup
1419  *
1420  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1421  * pages.
1422  */
1423 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1424 {
1425         unsigned long margin = 0;
1426         unsigned long count;
1427         unsigned long limit;
1428
1429         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1430         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1431         if (count < limit)
1432                 margin = limit - count;
1433
1434         if (do_swap_account) {
1435                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1436                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1437                 if (count <= limit)
1438                         margin = min(margin, limit - count);
1439         }
1440
1441         return margin;
1442 }
1443
1444 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1445 {
1446         /* root ? */
1447         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1448                 return vm_swappiness;
1449
1450         return memcg->swappiness;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1455  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1456  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1457  * rcu_read_lock(), like this:
1458  *
1459  *         CPU-A                                    CPU-B
1460  *                                              rcu_read_lock()
1461  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1462  *                                                   take heavy locks.
1463  *         synchronize_rcu()                    update something.
1464  *                                              rcu_read_unlock()
1465  *         start move here.
1466  */
1467
1468 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1469 {
1470         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1471         synchronize_rcu();
1472 }
1473
1474 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1475 {
1476         /*
1477          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1478          * We check NULL in callee rather than caller.
1479          */
1480         if (memcg)
1481                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1486  *
1487  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1488  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1489  * caused by "move".
1490  */
1491 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1492 {
1493         struct mem_cgroup *from;
1494         struct mem_cgroup *to;
1495         bool ret = false;
1496         /*
1497          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1498          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1499          */
1500         spin_lock(&mc.lock);
1501         from = mc.from;
1502         to = mc.to;
1503         if (!from)
1504                 goto unlock;
1505
1506         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1507                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1508 unlock:
1509         spin_unlock(&mc.lock);
1510         return ret;
1511 }
1512
1513 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1514 {
1515         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1516                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1517                         DEFINE_WAIT(wait);
1518                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1519                         /* moving charge context might have finished. */
1520                         if (mc.moving_task)
1521                                 schedule();
1522                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1523                         return true;
1524                 }
1525         }
1526         return false;
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Take this lock when
1531  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1532  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1533  */
1534 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1535                                   unsigned long *flags)
1536 {
1537         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1538 }
1539
1540 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1541                                 unsigned long *flags)
1542 {
1543         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1544 }
1545
1546 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1547 /**
1548  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1549  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1550  * @p: Task that is going to be killed
1551  *
1552  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1553  * enabled
1554  */
1555 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1556 {
1557         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1558         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1559         struct mem_cgroup *iter;
1560         unsigned int i;
1561
1562         if (!p)
1563                 return;
1564
1565         mutex_lock(&oom_info_lock);
1566         rcu_read_lock();
1567
1568         pr_info("Task in ");
1569         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1570         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1571         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1572         pr_info("\n");
1573
1574         rcu_read_unlock();
1575
1576         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1577                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1578                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1579         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1580                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1581                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1582         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1583                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1584                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1585
1586         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1587                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1588                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1589                 pr_cont(":");
1590
1591                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1592                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1593                                 continue;
1594                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1595                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1596                 }
1597
1598                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1599                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1600                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1601
1602                 pr_cont("\n");
1603         }
1604         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1609  * 1(self count) if no children.
1610  */
1611 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         int num = 0;
1614         struct mem_cgroup *iter;
1615
1616         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1617                 num++;
1618         return num;
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1623  */
1624 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1625 {
1626         unsigned long limit;
1627
1628         limit = memcg->memory.limit;
1629         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1630                 unsigned long memsw_limit;
1631
1632                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1633                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1634         }
1635         return limit;
1636 }
1637
1638 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1639                                      int order)
1640 {
1641         struct mem_cgroup *iter;
1642         unsigned long chosen_points = 0;
1643         unsigned long totalpages;
1644         unsigned int points = 0;
1645         struct task_struct *chosen = NULL;
1646
1647         /*
1648          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1649          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1650          * quickly exit and free its memory.
1651          */
1652         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1653                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1654                 return;
1655         }
1656
1657         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1658         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1659         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1660                 struct css_task_iter it;
1661                 struct task_struct *task;
1662
1663                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1664                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1665                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1666                                                         false)) {
1667                         case OOM_SCAN_SELECT:
1668                                 if (chosen)
1669                                         put_task_struct(chosen);
1670                                 chosen = task;
1671                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1672                                 get_task_struct(chosen);
1673                                 /* fall through */
1674                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1675                                 continue;
1676                         case OOM_SCAN_ABORT:
1677                                 css_task_iter_end(&it);
1678                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1679                                 if (chosen)
1680                                         put_task_struct(chosen);
1681                                 return;
1682                         case OOM_SCAN_OK:
1683                                 break;
1684                         };
1685                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1686                         if (!points || points < chosen_points)
1687                                 continue;
1688                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1689                         if (points == chosen_points &&
1690                             thread_group_leader(chosen))
1691                                 continue;
1692
1693                         if (chosen)
1694                                 put_task_struct(chosen);
1695                         chosen = task;
1696                         chosen_points = points;
1697                         get_task_struct(chosen);
1698                 }
1699                 css_task_iter_end(&it);
1700         }
1701
1702         if (!chosen)
1703                 return;
1704         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1705         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1706                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1707 }
1708
1709 /**
1710  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1711  * @memcg: the target memcg
1712  * @nid: the node ID to be checked.
1713  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1714  *
1715  * This function returns whether the specified memcg contains any
1716  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1717  * pages in the node.
1718  */
1719 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1720                 int nid, bool noswap)
1721 {
1722         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1723                 return true;
1724         if (noswap || !total_swap_pages)
1725                 return false;
1726         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1727                 return true;
1728         return false;
1729
1730 }
1731 #if MAX_NUMNODES > 1
1732
1733 /*
1734  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1735  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1736  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1737  *
1738  */
1739 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         int nid;
1742         /*
1743          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1744          * pagein/pageout changes since the last update.
1745          */
1746         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1747                 return;
1748         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1749                 return;
1750
1751         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1752         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1753
1754         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1755
1756                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1757                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1758         }
1759
1760         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1761         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1762 }
1763
1764 /*
1765  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1766  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1767  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1768  *
1769  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1770  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1771  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1772  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1773  *
1774  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1775  */
1776 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         int node;
1779
1780         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1781         node = memcg->last_scanned_node;
1782
1783         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1784         if (node == MAX_NUMNODES)
1785                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1786         /*
1787          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1788          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1789          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1790          * we use curret node.
1791          */
1792         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1793                 node = numa_node_id();
1794
1795         memcg->last_scanned_node = node;
1796         return node;
1797 }
1798
1799 /*
1800  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1801  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1802  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1803  * enough new information. We need to do double check.
1804  */
1805 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1806 {
1807         int nid;
1808
1809         /*
1810          * quick check...making use of scan_node.
1811          * We can skip unused nodes.
1812          */
1813         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1814                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1815                      nid < MAX_NUMNODES;
1816                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1817
1818                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1819                                 return true;
1820                 }
1821         }
1822         /*
1823          * Check rest of nodes.
1824          */
1825         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1826                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1827                         continue;
1828                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1829                         return true;
1830         }
1831         return false;
1832 }
1833
1834 #else
1835 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         return 0;
1838 }
1839
1840 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1841 {
1842         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1843 }
1844 #endif
1845
1846 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1847                                    struct zone *zone,
1848                                    gfp_t gfp_mask,
1849                                    unsigned long *total_scanned)
1850 {
1851         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1852         int total = 0;
1853         int loop = 0;
1854         unsigned long excess;
1855         unsigned long nr_scanned;
1856         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1857                 .zone = zone,
1858                 .priority = 0,
1859         };
1860
1861         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1862
1863         while (1) {
1864                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1865                 if (!victim) {
1866                         loop++;
1867                         if (loop >= 2) {
1868                                 /*
1869                                  * If we have not been able to reclaim
1870                                  * anything, it might because there are
1871                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1872                                  */
1873                                 if (!total)
1874                                         break;
1875                                 /*
1876                                  * We want to do more targeted reclaim.
1877                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1878                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1879                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1880                                  */
1881                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1882                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1883                                         break;
1884                         }
1885                         continue;
1886                 }
1887                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1888                         continue;
1889                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1890                                                      zone, &nr_scanned);
1891                 *total_scanned += nr_scanned;
1892                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1893                         break;
1894         }
1895         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1896         return total;
1897 }
1898
1899 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1900 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1901         .name = "memcg_oom_lock",
1902 };
1903 #endif
1904
1905 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1906
1907 /*
1908  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1909  * If someone is running, return false.
1910  */
1911 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1912 {
1913         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1914
1915         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1916
1917         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1918                 if (iter->oom_lock) {
1919                         /*
1920                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1921                          * so we cannot give a lock.
1922                          */
1923                         failed = iter;
1924                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1925                         break;
1926                 } else
1927                         iter->oom_lock = true;
1928         }
1929
1930         if (failed) {
1931                 /*
1932                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1933                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1934                  */
1935                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1936                         if (iter == failed) {
1937                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1938                                 break;
1939                         }
1940                         iter->oom_lock = false;
1941                 }
1942         } else
1943                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1944
1945         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1946
1947         return !failed;
1948 }
1949
1950 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1951 {
1952         struct mem_cgroup *iter;
1953
1954         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1955         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1956         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1957                 iter->oom_lock = false;
1958         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1959 }
1960
1961 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1962 {
1963         struct mem_cgroup *iter;
1964
1965         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1966                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1967 }
1968
1969 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1970 {
1971         struct mem_cgroup *iter;
1972
1973         /*
1974          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1975          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1976          * atomic_add_unless() here.
1977          */
1978         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1979                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1980 }
1981
1982 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1983
1984 struct oom_wait_info {
1985         struct mem_cgroup *memcg;
1986         wait_queue_t    wait;
1987 };
1988
1989 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1990         unsigned mode, int sync, void *arg)
1991 {
1992         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1993         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1994         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1995
1996         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1997         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1998
1999         /*
2000          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2001          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2002          */
2003         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2004                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2005                 return 0;
2006         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2007 }
2008
2009 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2010 {
2011         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2012         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2013         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2014 }
2015
2016 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2017 {
2018         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2019                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2020 }
2021
2022 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2023 {
2024         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2025                 return;
2026         /*
2027          * We are in the middle of the charge context here, so we
2028          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2029          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2030          *
2031          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2032          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2033          * invocation might not even be necessary.
2034          *
2035          * That's why we don't do anything here except remember the
2036          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2037          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2038          * and when we know whether the fault was overall successful.
2039          */
2040         css_get(&memcg->css);
2041         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2042         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2043         current->memcg_oom.order = order;
2044 }
2045
2046 /**
2047  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2048  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2049  *
2050  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2051  * handler was enabled.
2052  *
2053  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2054  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2055  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2056  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2057  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2058  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2059  *
2060  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2061  * completed, %false otherwise.
2062  */
2063 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2064 {
2065         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2066         struct oom_wait_info owait;
2067         bool locked;
2068
2069         /* OOM is global, do not handle */
2070         if (!memcg)
2071                 return false;
2072
2073         if (!handle)
2074                 goto cleanup;
2075
2076         owait.memcg = memcg;
2077         owait.wait.flags = 0;
2078         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2079         owait.wait.private = current;
2080         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2081
2082         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2083         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2084
2085         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2086
2087         if (locked)
2088                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2089
2090         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2091                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2092                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2093                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2094                                          current->memcg_oom.order);
2095         } else {
2096                 schedule();
2097                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2098                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2099         }
2100
2101         if (locked) {
2102                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2103                 /*
2104                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2105                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2106                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2107                  */
2108                 memcg_oom_recover(memcg);
2109         }
2110 cleanup:
2111         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2112         css_put(&memcg->css);
2113         return true;
2114 }
2115
2116 /**
2117  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
2118  * @page: page that is going to change accounted state
2119  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
2120  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
2121  *
2122  * This function must mark the beginning of an accounted page state
2123  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
2124  * being moved to another memcg:
2125  *
2126  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2127  *   if (TestClearPageState(page))
2128  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2129  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2130  *
2131  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2132  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2133  * because page moving starts with an RCU grace period.
2134  *
2135  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2136  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2137  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2138  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2139  * account transaction might be complete.
2140  */
2141 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2142                                               bool *locked,
2143                                               unsigned long *flags)
2144 {
2145         struct mem_cgroup *memcg;
2146         struct page_cgroup *pc;
2147
2148         rcu_read_lock();
2149
2150         if (mem_cgroup_disabled())
2151                 return NULL;
2152
2153         pc = lookup_page_cgroup(page);
2154 again:
2155         memcg = pc->mem_cgroup;
2156         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2157                 return NULL;
2158
2159         *locked = false;
2160         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2161                 return memcg;
2162
2163         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2164         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2165                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2166                 goto again;
2167         }
2168         *locked = true;
2169
2170         return memcg;
2171 }
2172
2173 /**
2174  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2175  * @memcg: the memcg that was accounted against
2176  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2177  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2178  */
2179 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool locked,
2180                               unsigned long flags)
2181 {
2182         if (memcg && locked)
2183                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, &flags);
2184
2185         rcu_read_unlock();
2186 }
2187
2188 /**
2189  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2190  * @memcg: memcg to account against
2191  * @idx: page state item to account
2192  * @val: number of pages (positive or negative)
2193  *
2194  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2195  */
2196 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2197                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2198 {
2199         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2200
2201         if (memcg)
2202                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2207  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2208  */
2209 #define CHARGE_BATCH    32U
2210 struct memcg_stock_pcp {
2211         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2212         unsigned int nr_pages;
2213         struct work_struct work;
2214         unsigned long flags;
2215 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2216 };
2217 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2218 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2219
2220 /**
2221  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2222  * @memcg: memcg to consume from.
2223  * @nr_pages: how many pages to charge.
2224  *
2225  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2226  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2227  * service an allocation will refill the stock.
2228  *
2229  * returns true if successful, false otherwise.
2230  */
2231 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2232 {
2233         struct memcg_stock_pcp *stock;
2234         bool ret = false;
2235
2236         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2237                 return ret;
2238
2239         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2240         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2241                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2242                 ret = true;
2243         }
2244         put_cpu_var(memcg_stock);
2245         return ret;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2250  */
2251 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2252 {
2253         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2254
2255         if (stock->nr_pages) {
2256                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2257                 if (do_swap_account)
2258                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2259                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2260                 stock->nr_pages = 0;
2261         }
2262         stock->cached = NULL;
2263 }
2264
2265 /*
2266  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2267  * a thread which is pinned to local cpu.
2268  */
2269 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2270 {
2271         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2272         drain_stock(stock);
2273         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2274 }
2275
2276 static void __init memcg_stock_init(void)
2277 {
2278         int cpu;
2279
2280         for_each_possible_cpu(cpu) {
2281                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2282                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2283                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2284         }
2285 }
2286
2287 /*
2288  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2289  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2290  */
2291 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2292 {
2293         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2294
2295         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2296                 drain_stock(stock);
2297                 stock->cached = memcg;
2298         }
2299         stock->nr_pages += nr_pages;
2300         put_cpu_var(memcg_stock);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2305  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2306  * until the work is done.
2307  */
2308 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2309 {
2310         int cpu, curcpu;
2311
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
2333         if (!sync)
2334                 goto out;
2335
2336         for_each_online_cpu(cpu) {
2337                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2338                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2339                         flush_work(&stock->work);
2340         }
2341 out:
2342         put_online_cpus();
2343 }
2344
2345 /*
2346  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2347  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2348  * expects some charges will be back later but cannot wait for it.
2349  */
2350 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2351 {
2352         /*
2353          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2354          */
2355         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2356                 return;
2357         drain_all_stock(root_memcg, false);
2358         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2359 }
2360
2361 /* This is a synchronous drain interface. */
2362 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2363 {
2364         /* called when force_empty is called */
2365         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2366         drain_all_stock(root_memcg, true);
2367         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2372  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2373  */
2374 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2375 {
2376         int i;
2377
2378         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2379         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2380                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2381
2382                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2383                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2384         }
2385         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2386                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2387
2388                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2389                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2390         }
2391         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2392 }
2393
2394 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2395                                         unsigned long action,
2396                                         void *hcpu)
2397 {
2398         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2399         struct memcg_stock_pcp *stock;
2400         struct mem_cgroup *iter;
2401
2402         if (action == CPU_ONLINE)
2403                 return NOTIFY_OK;
2404
2405         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2406                 return NOTIFY_OK;
2407
2408         for_each_mem_cgroup(iter)
2409                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2410
2411         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2412         drain_stock(stock);
2413         return NOTIFY_OK;
2414 }
2415
2416 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2417                       unsigned int nr_pages)
2418 {
2419         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2420         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2421         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2422         struct page_counter *counter;
2423         unsigned long nr_reclaimed;
2424         bool may_swap = true;
2425         bool drained = false;
2426         int ret = 0;
2427
2428         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2429                 goto done;
2430 retry:
2431         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2432                 goto done;
2433
2434         if (!do_swap_account ||
2435             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2436                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2437                         goto done_restock;
2438                 if (do_swap_account)
2439                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2440                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2441         } else {
2442                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2443                 may_swap = false;
2444         }
2445
2446         if (batch > nr_pages) {
2447                 batch = nr_pages;
2448                 goto retry;
2449         }
2450
2451         /*
2452          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2453          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2454          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2455          * free their memory.
2456          */
2457         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2458                      fatal_signal_pending(current) ||
2459                      current->flags & PF_EXITING))
2460                 goto bypass;
2461
2462         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2463                 goto nomem;
2464
2465         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2466                 goto nomem;
2467
2468         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2469                                                     gfp_mask, may_swap);
2470
2471         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2472                 goto retry;
2473
2474         if (!drained) {
2475                 drain_all_stock_async(mem_over_limit);
2476                 drained = true;
2477                 goto retry;
2478         }
2479
2480         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2481                 goto nomem;
2482         /*
2483          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2484          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2485          * before killing the task.
2486          *
2487          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2488          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2489          * to regular pages anyway in case of failure.
2490          */
2491         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2492                 goto retry;
2493         /*
2494          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2495          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2496          */
2497         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2498                 goto retry;
2499
2500         if (nr_retries--)
2501                 goto retry;
2502
2503         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2504                 goto bypass;
2505
2506         if (fatal_signal_pending(current))
2507                 goto bypass;
2508
2509         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2510 nomem:
2511         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2512                 return -ENOMEM;
2513 bypass:
2514         return -EINTR;
2515
2516 done_restock:
2517         css_get_many(&memcg->css, batch);
2518         if (batch > nr_pages)
2519                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2520 done:
2521         return ret;
2522 }
2523
2524 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2525 {
2526         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2527                 return;
2528
2529         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2530         if (do_swap_account)
2531                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2532
2533         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2534 }
2535
2536 /*
2537  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2538  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2539  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2540  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2541  */
2542 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2543 {
2544         /* ID 0 is unused ID */
2545         if (!id)
2546                 return NULL;
2547         return mem_cgroup_from_id(id);
2548 }
2549
2550 /*
2551  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2552  * @page: the page
2553  *
2554  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2555  *
2556  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2557  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2558  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2559  */
2560 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2561 {
2562         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2563         struct page_cgroup *pc;
2564         unsigned short id;
2565         swp_entry_t ent;
2566
2567         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2568
2569         pc = lookup_page_cgroup(page);
2570         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2571                 memcg = pc->mem_cgroup;
2572                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2573                         memcg = NULL;
2574         } else if (PageSwapCache(page)) {
2575                 ent.val = page_private(page);
2576                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2577                 rcu_read_lock();
2578                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2579                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2580                         memcg = NULL;
2581                 rcu_read_unlock();
2582         }
2583         return memcg;
2584 }
2585
2586 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2587 {
2588         struct zone *zone = page_zone(page);
2589
2590         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2591         if (PageLRU(page)) {
2592                 struct lruvec *lruvec;
2593
2594                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2595                 ClearPageLRU(page);
2596                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2597                 *isolated = 1;
2598         } else
2599                 *isolated = 0;
2600 }
2601
2602 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2603 {
2604         struct zone *zone = page_zone(page);
2605
2606         if (isolated) {
2607                 struct lruvec *lruvec;
2608
2609                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2610                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2611                 SetPageLRU(page);
2612                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2613         }
2614         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2615 }
2616
2617 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2618                           bool lrucare)
2619 {
2620         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2621         int isolated;
2622
2623         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2624         /*
2625          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2626          * accessed by any other context at this point.
2627          */
2628
2629         /*
2630          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2631          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2632          */
2633         if (lrucare)
2634                 lock_page_lru(page, &isolated);
2635
2636         /*
2637          * Nobody should be changing or seriously looking at
2638          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2639          *
2640          * - the page is uncharged
2641          *
2642          * - the page is off-LRU
2643          *
2644          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2645          *   a locked page table
2646          *
2647          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2648          *   have the page locked
2649          */
2650         pc->mem_cgroup = memcg;
2651         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2652
2653         if (lrucare)
2654                 unlock_page_lru(page, isolated);
2655 }
2656
2657 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2658 /*
2659  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2660  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2661  */
2662 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2663
2664 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2665
2666 /*
2667  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2668  * in the memcg_cache_params struct.
2669  */
2670 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2671 {
2672         struct kmem_cache *cachep;
2673
2674         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2675         cachep = p->root_cache;
2676         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2677 }
2678
2679 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2680 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2681 {
2682         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2683         struct memcg_cache_params *params;
2684
2685         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2686                 return -EIO;
2687
2688         print_slabinfo_header(m);
2689
2690         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2691         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2692                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2693         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2694
2695         return 0;
2696 }
2697 #endif
2698
2699 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2700                              unsigned long nr_pages)
2701 {
2702         struct page_counter *counter;
2703         int ret = 0;
2704
2705         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2706         if (ret < 0)
2707                 return ret;
2708
2709         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2710         if (ret == -EINTR)  {
2711                 /*
2712                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2713                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2714                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2715                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2716                  * perspective, the cache has already been selected, by
2717                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2718                  * our minds.
2719                  *
2720                  * This condition will only trigger if the task entered
2721                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2722                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2723                  * when the allocation triggers should have been already
2724                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2725                  */
2726                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2727                 if (do_swap_account)
2728                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2729                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2730                 ret = 0;
2731         } else if (ret)
2732                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2733
2734         return ret;
2735 }
2736
2737 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2738                                 unsigned long nr_pages)
2739 {
2740         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2741         if (do_swap_account)
2742                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2743
2744         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2745
2746         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2747 }
2748
2749 /*
2750  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2751  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2752  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2753  */
2754 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2755 {
2756         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2757 }
2758
2759 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2760 {
2761         int id, size;
2762         int err;
2763
2764         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2765                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2766         if (id < 0)
2767                 return id;
2768
2769         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2770                 return id;
2771
2772         /*
2773          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2774          * so we have to grow them.
2775          */
2776
2777         size = 2 * (id + 1);
2778         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2779                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2780         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2781                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2782
2783         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2784         err = memcg_update_all_caches(size);
2785         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2786
2787         if (err) {
2788                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2789                 return err;
2790         }
2791         return id;
2792 }
2793
2794 static void memcg_free_cache_id(int id)
2795 {
2796         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2797 }
2798
2799 /*
2800  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2801  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2802  * calling this.
2803  */
2804 void memcg_update_array_size(int num)
2805 {
2806         memcg_limited_groups_array_size = num;
2807 }
2808
2809 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2810                                  struct kmem_cache *root_cache)
2811 {
2812         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2813                                                      memcg_slab_mutex */
2814         struct kmem_cache *cachep;
2815         int id;
2816
2817         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2818
2819         id = memcg_cache_id(memcg);
2820
2821         /*
2822          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2823          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2824          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2825          */
2826         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2827                 return;
2828
2829         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2830         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2831         /*
2832          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2833          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2834          * cache.
2835          */
2836         if (!cachep)
2837                 return;
2838
2839         css_get(&memcg->css);
2840         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2841
2842         /*
2843          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2844          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2845          * initialized.
2846          */
2847         smp_wmb();
2848
2849         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2850         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2851 }
2852
2853 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2854 {
2855         struct kmem_cache *root_cache;
2856         struct mem_cgroup *memcg;
2857         int id;
2858
2859         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2860
2861         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2862
2863         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2864         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2865         id = memcg_cache_id(memcg);
2866
2867         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2868         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2869
2870         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2871
2872         kmem_cache_destroy(cachep);
2873
2874         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2875         css_put(&memcg->css);
2876 }
2877
2878 /*
2879  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2880  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2881  * enqueing new caches to be created.
2882  *
2883  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2884  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2885  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2886  * objects during debug.
2887  *
2888  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2889  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2890  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2891  * cache again, failing at the same point.
2892  *
2893  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2894  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2895  * inside the following two functions.
2896  */
2897 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2898 {
2899         VM_BUG_ON(!current->mm);
2900         current->memcg_kmem_skip_account++;
2901 }
2902
2903 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2904 {
2905         VM_BUG_ON(!current->mm);
2906         current->memcg_kmem_skip_account--;
2907 }
2908
2909 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2910 {
2911         struct kmem_cache *c;
2912         int i, failed = 0;
2913
2914         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2915         for_each_memcg_cache_index(i) {
2916                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2917                 if (!c)
2918                         continue;
2919
2920                 memcg_unregister_cache(c);
2921
2922                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2923                         failed++;
2924         }
2925         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2926         return failed;
2927 }
2928
2929 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2930 {
2931         struct kmem_cache *cachep;
2932         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2933
2934         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2935                 return;
2936
2937         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2938         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2939                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2940                 kmem_cache_shrink(cachep);
2941                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2942                         memcg_unregister_cache(cachep);
2943         }
2944         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2945 }
2946
2947 struct memcg_register_cache_work {
2948         struct mem_cgroup *memcg;
2949         struct kmem_cache *cachep;
2950         struct work_struct work;
2951 };
2952
2953 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2954 {
2955         struct memcg_register_cache_work *cw =
2956                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2957         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2958         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2959
2960         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2961         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2962         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2963
2964         css_put(&memcg->css);
2965         kfree(cw);
2966 }
2967
2968 /*
2969  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2970  */
2971 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2972                                             struct kmem_cache *cachep)
2973 {
2974         struct memcg_register_cache_work *cw;
2975
2976         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2977         if (cw == NULL) {
2978                 css_put(&memcg->css);
2979                 return;
2980         }
2981
2982         cw->memcg = memcg;
2983         cw->cachep = cachep;
2984
2985         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
2986         schedule_work(&cw->work);
2987 }
2988
2989 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2990                                           struct kmem_cache *cachep)
2991 {
2992         /*
2993          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2994          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2995          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
2996          *
2997          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2998          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2999          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3000          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3001          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3002          */
3003         memcg_stop_kmem_account();
3004         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3005         memcg_resume_kmem_account();
3006 }
3007
3008 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3009 {
3010         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3011         int res;
3012
3013         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
3014         if (!res)
3015                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3016         return res;
3017 }
3018
3019 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3020 {
3021         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3022
3023         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
3024         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3025 }
3026
3027 /*
3028  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3029  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3030  *
3031  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3032  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3033  * in a workqueue.
3034  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3035  * the original cache.
3036  *
3037  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3038  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3039  */
3040 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3041                                           gfp_t gfp)
3042 {
3043         struct mem_cgroup *memcg;
3044         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3045
3046         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3047         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3048
3049         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3050                 return cachep;
3051
3052         rcu_read_lock();
3053         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3054
3055         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3056                 goto out;
3057
3058         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3059         if (likely(memcg_cachep)) {
3060                 cachep = memcg_cachep;
3061                 goto out;
3062         }
3063
3064         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3065         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3066                 goto out;
3067         rcu_read_unlock();
3068
3069         /*
3070          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3071          * context), we could be be predictable and return right away.
3072          * This would guarantee that the allocation being performed
3073          * already belongs in the new cache.
3074          *
3075          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3076          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3077          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3078          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3079          * defer everything.
3080          */
3081         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3082         return cachep;
3083 out:
3084         rcu_read_unlock();
3085         return cachep;
3086 }
3087
3088 /*
3089  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3090  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3091  * need a further commit step to do the final arrangements.
3092  *
3093  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3094  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3095  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3096  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3097  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3098  * the compiled-out case as well.
3099  *
3100  * Returning true means the allocation is possible.
3101  */
3102 bool
3103 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3104 {
3105         struct mem_cgroup *memcg;
3106         int ret;
3107
3108         *_memcg = NULL;
3109
3110         /*
3111          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3112          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3113          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3114          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3115          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3116          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3117          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3118          * altogether.
3119          *
3120          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3121          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3122          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3123          * the SLUB allocator:
3124          *
3125          *      memcg_stop_kmem_account();
3126          *      kmalloc(<large_number>)
3127          *      memcg_resume_kmem_account();
3128          *
3129          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3130          * since it will drive us directly to this function without passing
3131          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3132          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3133          * cache arrays. We bring this test here.
3134          */
3135         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3136                 return true;
3137
3138         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3139
3140         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
3141                 css_put(&memcg->css);
3142                 return true;
3143         }
3144
3145         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
3146         if (!ret)
3147                 *_memcg = memcg;
3148
3149         css_put(&memcg->css);
3150         return (ret == 0);
3151 }
3152
3153 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3154                               int order)
3155 {
3156         struct page_cgroup *pc;
3157
3158         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3159
3160         /* The page allocation failed. Revert */
3161         if (!page) {
3162                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3163                 return;
3164         }
3165         /*
3166          * The page is freshly allocated and not visible to any
3167          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3168          */
3169         pc = lookup_page_cgroup(page);
3170         pc->mem_cgroup = memcg;
3171         pc->flags = PCG_USED;
3172 }
3173
3174 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3175 {
3176         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3177         struct page_cgroup *pc;
3178
3179
3180         pc = lookup_page_cgroup(page);
3181         if (!PageCgroupUsed(pc))
3182                 return;
3183
3184         memcg = pc->mem_cgroup;
3185         pc->flags = 0;
3186
3187         /*
3188          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3189          * is a valid allocation
3190          */
3191         if (!memcg)
3192                 return;
3193
3194         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3195         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3196 }
3197 #else
3198 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3199 {
3200 }
3201 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3202
3203 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3204
3205 /*
3206  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3207  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3208  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3209  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3210  */
3211 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3212 {
3213         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3214         struct page_cgroup *pc;
3215         struct mem_cgroup *memcg;
3216         int i;
3217
3218         if (mem_cgroup_disabled())
3219                 return;
3220
3221         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3222         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3223                 pc = head_pc + i;
3224                 pc->mem_cgroup = memcg;
3225                 pc->flags = head_pc->flags;
3226         }
3227         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3228                        HPAGE_PMD_NR);
3229 }
3230 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3231
3232 /**
3233  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3234  * @page: the page
3235  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3236  * @pc: page_cgroup of the page.
3237  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3238  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3239  *
3240  * The caller must confirm following.
3241  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3242  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3243  *
3244  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3245  * from old cgroup.
3246  */
3247 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3248                                    unsigned int nr_pages,
3249                                    struct page_cgroup *pc,
3250                                    struct mem_cgroup *from,
3251                                    struct mem_cgroup *to)
3252 {
3253         unsigned long flags;
3254         int ret;
3255
3256         VM_BUG_ON(from == to);
3257         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3258         /*
3259          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3260          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3261          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3262          * hold it.
3263          */
3264         ret = -EBUSY;
3265         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3266                 goto out;
3267
3268         /*
3269          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3270          * of its source page while we change it: page migration takes
3271          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3272          */
3273         if (!trylock_page(page))
3274                 goto out;
3275
3276         ret = -EINVAL;
3277         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3278                 goto out_unlock;
3279
3280         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3281
3282         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3283                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3284                                nr_pages);
3285                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3286                                nr_pages);
3287         }
3288
3289         if (PageWriteback(page)) {
3290                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3291                                nr_pages);
3292                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3293                                nr_pages);
3294         }
3295
3296         /*
3297          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3298          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3299          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3300          */
3301
3302         /* caller should have done css_get */
3303         pc->mem_cgroup = to;
3304         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3305         ret = 0;
3306
3307         local_irq_disable();
3308         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3309         memcg_check_events(to, page);
3310         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3311         memcg_check_events(from, page);
3312         local_irq_enable();
3313 out_unlock:
3314         unlock_page(page);
3315 out:
3316         return ret;
3317 }
3318
3319 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3320 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3321                                          bool charge)
3322 {
3323         int val = (charge) ? 1 : -1;
3324         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3325 }
3326
3327 /**
3328  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3329  * @entry: swap entry to be moved
3330  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3331  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3332  *
3333  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3334  * as the mem_cgroup's id of @from.
3335  *
3336  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3337  *
3338  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3339  * both res and memsw, and called css_get().
3340  */
3341 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3342                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3343 {
3344         unsigned short old_id, new_id;
3345
3346         old_id = mem_cgroup_id(from);
3347         new_id = mem_cgroup_id(to);
3348
3349         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3350                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3351                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3352                 /*
3353                  * This function is only called from task migration context now.
3354                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3355                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3356                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3357                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3358                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3359                  *
3360                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3361                  * alive, so we can just call css_get().
3362                  */
3363                 css_get(&to->css);
3364                 return 0;
3365         }
3366         return -EINVAL;
3367 }
3368 #else
3369 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3370                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3371 {
3372         return -EINVAL;
3373 }
3374 #endif
3375
3376 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3377 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3378 {
3379         struct page_cgroup *pc;
3380
3381         pc = lookup_page_cgroup(page);
3382         /*
3383          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3384          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3385          * or when mem_cgroup_disabled().
3386          */
3387         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3388                 return pc;
3389         return NULL;
3390 }
3391
3392 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3393 {
3394         if (mem_cgroup_disabled())
3395                 return false;
3396
3397         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3398 }
3399
3400 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3401 {
3402         struct page_cgroup *pc;
3403
3404         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3405         if (pc) {
3406                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3407                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3408         }
3409 }
3410 #endif
3411
3412 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3413
3414 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3415                                    unsigned long limit)
3416 {
3417         unsigned long curusage;
3418         unsigned long oldusage;
3419         bool enlarge = false;
3420         int retry_count;
3421         int ret;
3422
3423         /*
3424          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3425          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3426          * of # of children which we should visit in this loop.
3427          */
3428         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3429                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3430
3431         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3432
3433         do {
3434                 if (signal_pending(current)) {
3435                         ret = -EINTR;
3436                         break;
3437                 }
3438
3439                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3440                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3441                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3442                         ret = -EINVAL;
3443                         break;
3444                 }
3445                 if (limit > memcg->memory.limit)
3446                         enlarge = true;
3447                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3448                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3449
3450                 if (!ret)
3451                         break;
3452
3453                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3454
3455                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3456                 /* Usage is reduced ? */
3457                 if (curusage >= oldusage)
3458                         retry_count--;
3459                 else
3460                         oldusage = curusage;
3461         } while (retry_count);
3462
3463         if (!ret && enlarge)
3464                 memcg_oom_recover(memcg);
3465
3466         return ret;
3467 }
3468
3469 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3470                                          unsigned long limit)
3471 {
3472         unsigned long curusage;
3473         unsigned long oldusage;
3474         bool enlarge = false;
3475         int retry_count;
3476         int ret;
3477
3478         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3479         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3480                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3481
3482         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3483
3484         do {
3485                 if (signal_pending(current)) {
3486                         ret = -EINTR;
3487                         break;
3488                 }
3489
3490                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3491                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3492                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3493                         ret = -EINVAL;
3494                         break;
3495                 }
3496                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3497                         enlarge = true;
3498                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3499                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3500
3501                 if (!ret)
3502                         break;
3503
3504                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3505
3506                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3507                 /* Usage is reduced ? */
3508                 if (curusage >= oldusage)
3509                         retry_count--;
3510                 else
3511                         oldusage = curusage;
3512         } while (retry_count);
3513
3514         if (!ret && enlarge)
3515                 memcg_oom_recover(memcg);
3516
3517         return ret;
3518 }
3519
3520 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3521                                             gfp_t gfp_mask,
3522                                             unsigned long *total_scanned)
3523 {
3524         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3525         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3526         unsigned long reclaimed;
3527         int loop = 0;
3528         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3529         unsigned long excess;
3530         unsigned long nr_scanned;
3531
3532         if (order > 0)
3533                 return 0;
3534
3535         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3536         /*
3537          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3538          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3539          * pressure
3540          */
3541         do {
3542                 if (next_mz)
3543                         mz = next_mz;
3544                 else
3545                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3546                 if (!mz)
3547                         break;
3548
3549                 nr_scanned = 0;
3550                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3551                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3552                 nr_reclaimed += reclaimed;
3553                 *total_scanned += nr_scanned;
3554                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3555
3556                 /*
3557                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3558                  * it is time to move on to the next cgroup
3559                  */
3560                 next_mz = NULL;
3561                 if (!reclaimed) {
3562                         do {
3563                                 /*
3564                                  * Loop until we find yet another one.
3565                                  *
3566                                  * By the time we get the soft_limit lock
3567                                  * again, someone might have aded the
3568                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3569                                  * make sure we get a different mem.
3570                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3571                                  * NULL if no other cgroup is present on
3572                                  * the tree
3573                                  */
3574                                 next_mz =
3575                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3576                                 if (next_mz == mz)
3577                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3578                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3579                                         break;
3580                         } while (1);
3581                 }
3582                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3583                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3584                 /*
3585                  * One school of thought says that we should not add
3586                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3587                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3588                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3589                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3590                  * term TODO.
3591                  */
3592                 /* If excess == 0, no tree ops */
3593                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3594                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3595                 css_put(&mz->memcg->css);
3596                 loop++;
3597                 /*
3598                  * Could not reclaim anything and there are no more
3599                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3600                  * reclaiming anything.
3601                  */
3602                 if (!nr_reclaimed &&
3603                         (next_mz == NULL ||
3604                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3605                         break;
3606         } while (!nr_reclaimed);
3607         if (next_mz)
3608                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3609         return nr_reclaimed;
3610 }
3611
3612 /*
3613  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3614  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3615  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3616  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3617  */
3618 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3619 {
3620         bool ret;
3621
3622         /*
3623          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3624          * it prevents a new child from being initialized based on this
3625          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3626          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3627          */
3628         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3629
3630         rcu_read_lock();
3631         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3632         rcu_read_unlock();
3633         return ret;
3634 }
3635
3636 /*
3637  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3638  * the rest to the parent.
3639  *
3640  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3641  */
3642 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3643 {
3644         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3645
3646         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3647         lru_add_drain_all();
3648         /* try to free all pages in this cgroup */
3649         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3650                 int progress;
3651
3652                 if (signal_pending(current))
3653                         return -EINTR;
3654
3655                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3656                                                         GFP_KERNEL, true);
3657                 if (!progress) {
3658                         nr_retries--;
3659                         /* maybe some writeback is necessary */
3660                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3661                 }
3662
3663         }
3664
3665         return 0;
3666 }
3667
3668 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3669                                             char *buf, size_t nbytes,
3670                                             loff_t off)
3671 {
3672         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3673
3674         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3675                 return -EINVAL;
3676         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3677 }
3678
3679 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3680                                      struct cftype *cft)
3681 {
3682         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3683 }
3684
3685 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3686                                       struct cftype *cft, u64 val)
3687 {
3688         int retval = 0;
3689         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3690         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3691
3692         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3693
3694         if (memcg->use_hierarchy == val)
3695                 goto out;
3696
3697         /*
3698          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3699          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3700          * occur, provided the current cgroup has no children.
3701          *
3702          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3703          * set if there are no children.
3704          */
3705         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3706                                 (val == 1 || val == 0)) {
3707                 if (!memcg_has_children(memcg))
3708                         memcg->use_hierarchy = val;
3709                 else
3710                         retval = -EBUSY;
3711         } else
3712                 retval = -EINVAL;
3713
3714 out:
3715         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3716
3717         return retval;
3718 }
3719
3720 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3721                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3722 {
3723         struct mem_cgroup *iter;
3724         long val = 0;
3725
3726         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3727         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3728                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3729
3730         if (val < 0) /* race ? */
3731                 val = 0;
3732         return val;
3733 }
3734
3735 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3736 {
3737         u64 val;
3738
3739         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3740                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3741                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3742                 if (swap)
3743                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3744         } else {
3745                 if (!swap)
3746                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3747                 else
3748                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3749         }
3750         return val << PAGE_SHIFT;
3751 }
3752
3753 enum {
3754         RES_USAGE,
3755         RES_LIMIT,
3756         RES_MAX_USAGE,
3757         RES_FAILCNT,
3758         RES_SOFT_LIMIT,
3759 };
3760
3761 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3762                                struct cftype *cft)
3763 {
3764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3765         struct page_counter *counter;
3766
3767         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3768         case _MEM:
3769                 counter = &memcg->memory;
3770                 break;
3771         case _MEMSWAP:
3772                 counter = &memcg->memsw;
3773                 break;
3774         case _KMEM:
3775                 counter = &memcg->kmem;
3776                 break;
3777         default:
3778                 BUG();
3779         }
3780
3781         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3782         case RES_USAGE:
3783                 if (counter == &memcg->memory)
3784                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3785                 if (counter == &memcg->memsw)
3786                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3787                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3788         case RES_LIMIT:
3789                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3790         case RES_MAX_USAGE:
3791                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3792         case RES_FAILCNT:
3793                 return counter->failcnt;
3794         case RES_SOFT_LIMIT:
3795                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3796         default:
3797                 BUG();
3798         }
3799 }
3800
3801 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3802 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
3803 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3804                                  unsigned long nr_pages)
3805 {
3806         int err = 0;
3807         int memcg_id;
3808
3809         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3810                 return 0;
3811
3812         /*
3813          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
3814          * cgroups so let's stop accounting here.
3815          */
3816         memcg_stop_kmem_account();
3817
3818         /*
3819          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3820          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3821          * already joined.
3822          *
3823          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3824          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3825          * place, which makes the value quite meaningless.
3826          *
3827          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3828          * of course permitted.
3829          */
3830         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3831         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3832             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3833                 err = -EBUSY;
3834         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3835         if (err)
3836                 goto out;
3837
3838         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3839         if (memcg_id < 0) {
3840                 err = memcg_id;
3841                 goto out;
3842         }
3843
3844         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3845         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3846
3847         /*
3848          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
3849          * active bit set yet, so this should succeed.
3850          */
3851         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3852         VM_BUG_ON(err);
3853
3854         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3855         /*
3856          * Setting the active bit after enabling static branching will
3857          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3858          * patched.
3859          */
3860         memcg_kmem_set_active(memcg);
3861 out:
3862         memcg_resume_kmem_account();
3863         return err;
3864 }
3865
3866 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3867                                unsigned long nr_pages)
3868 {
3869         int ret;
3870
3871         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3872         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, nr_pages);
3873         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3874         return ret;
3875 }
3876
3877 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3878                                    unsigned long limit)
3879 {
3880         int ret;
3881
3882         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3883         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3884                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3885         else
3886                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3887         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3888         return ret;
3889 }
3890
3891 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3892 {
3893         int ret = 0;
3894         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3895
3896         if (!parent)
3897                 return 0;
3898
3899         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
3900         /*
3901          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3902          * after this point, because it has at least one child already.
3903          */
3904         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3905                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3906         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
3907         return ret;
3908 }
3909 #else
3910 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3911                                    unsigned long limit)
3912 {
3913         return -EINVAL;
3914 }
3915 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3916
3917 /*
3918  * The user of this function is...
3919  * RES_LIMIT.
3920  */
3921 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3922                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3923 {
3924         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3925         unsigned long nr_pages;
3926         int ret;
3927
3928         buf = strstrip(buf);
3929         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3930         if (ret)
3931                 return ret;
3932
3933         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3934         case RES_LIMIT:
3935                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3936                         ret = -EINVAL;
3937                         break;
3938                 }
3939                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3940                 case _MEM:
3941                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3942                         break;
3943                 case _MEMSWAP:
3944                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3945                         break;
3946                 case _KMEM:
3947                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3948                         break;
3949                 }
3950                 break;
3951         case RES_SOFT_LIMIT:
3952                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3953                 ret = 0;
3954                 break;
3955         }
3956         return ret ?: nbytes;
3957 }
3958
3959 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3960                                 size_t nbytes, loff_t off)
3961 {
3962         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3963         struct page_counter *counter;
3964
3965         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3966         case _MEM:
3967                 counter = &memcg->memory;
3968                 break;
3969         case _MEMSWAP:
3970                 counter = &memcg->memsw;
3971                 break;
3972         case _KMEM:
3973                 counter = &memcg->kmem;
3974                 break;
3975         default:
3976                 BUG();
3977         }
3978
3979         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3980         case RES_MAX_USAGE:
3981                 page_counter_reset_watermark(counter);
3982                 break;
3983         case RES_FAILCNT:
3984                 counter->failcnt = 0;
3985                 break;
3986         default:
3987                 BUG();
3988         }
3989
3990         return nbytes;
3991 }
3992
3993 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3994                                         struct cftype *cft)
3995 {
3996         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3997 }
3998
3999 #ifdef CONFIG_MMU
4000 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4001                                         struct cftype *cft, u64 val)
4002 {
4003         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4004
4005         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4006                 return -EINVAL;
4007
4008         /*
4009          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4010          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4011          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4012          * affect task migrations starting after the change.
4013          */
4014         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4015         return 0;
4016 }
4017 #else
4018 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4019                                         struct cftype *cft, u64 val)
4020 {
4021         return -ENOSYS;
4022 }
4023 #endif
4024
4025 #ifdef CONFIG_NUMA
4026 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4027 {
4028         struct numa_stat {
4029                 const char *name;
4030                 unsigned int lru_mask;
4031         };
4032
4033         static const struct numa_stat stats[] = {
4034                 { "total", LRU_ALL },
4035                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4036                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4037                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4038         };
4039         const struct numa_stat *stat;
4040         int nid;
4041         unsigned long nr;
4042         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4043
4044         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4045                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4046                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4047                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4048                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4049                                                           stat->lru_mask);
4050                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4051                 }
4052                 seq_putc(m, '\n');
4053         }
4054
4055         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4056                 struct mem_cgroup *iter;
4057
4058                 nr = 0;
4059                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4060                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4061                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4062                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4063                         nr = 0;
4064                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4065                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4066                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4067                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4068                 }
4069                 seq_putc(m, '\n');
4070         }
4071
4072         return 0;
4073 }
4074 #endif /* CONFIG_NUMA */
4075
4076 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4077 {
4078         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4079 }
4080
4081 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4082 {
4083         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4084         unsigned long memory, memsw;
4085         struct mem_cgroup *mi;
4086         unsigned int i;
4087
4088         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4089                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4090                         continue;
4091                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4092                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4093         }
4094
4095         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4096                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4097                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4098
4099         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4100                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4101                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4102
4103         /* Hierarchical information */
4104         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4105         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4106                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
4107                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
4108         }
4109         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4110                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4111         if (do_swap_account)
4112                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4113                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4114
4115         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4116                 long long val = 0;
4117
4118                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4119                         continue;
4120                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4121                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4122                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4123         }
4124
4125         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4126                 unsigned long long val = 0;
4127
4128                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4129                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4130                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4131                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4132         }
4133
4134         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4135                 unsigned long long val = 0;
4136
4137                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4138                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4139                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4140         }
4141
4142 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4143         {
4144                 int nid, zid;
4145                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4146                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4147                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4148                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4149
4150                 for_each_online_node(nid)
4151                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4152                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4153                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4154
4155                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4156                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4157                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4158                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4159                         }
4160                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4161                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4162                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4163                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4164         }
4165 #endif
4166
4167         return 0;
4168 }
4169
4170 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4171                                       struct cftype *cft)
4172 {
4173         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4174
4175         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4176 }
4177
4178 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4179                                        struct cftype *cft, u64 val)
4180 {
4181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4182
4183         if (val > 100)
4184                 return -EINVAL;
4185
4186         if (css->parent)
4187                 memcg->swappiness = val;
4188         else
4189                 vm_swappiness = val;
4190
4191         return 0;
4192 }
4193
4194 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4195 {
4196         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4197         unsigned long usage;
4198         int i;
4199
4200         rcu_read_lock();
4201         if (!swap)
4202                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4203         else
4204                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4205
4206         if (!t)
4207                 goto unlock;
4208
4209         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4210
4211         /*
4212          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4213          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4214          * call of __mem_cgroup_threshold().
4215          */
4216         i = t->current_threshold;
4217
4218         /*
4219          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4220          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4221          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4222          * only one element of the array here.
4223          */
4224         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4225                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4226
4227         /* i = current_threshold + 1 */
4228         i++;
4229
4230         /*
4231          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4232          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4233          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4234          * only one element of the array here.
4235          */
4236         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4237                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4238
4239         /* Update current_threshold */
4240         t->current_threshold = i - 1;
4241 unlock:
4242         rcu_read_unlock();
4243 }
4244
4245 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4246 {
4247         while (memcg) {
4248                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4249                 if (do_swap_account)
4250                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4251
4252                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4253         }
4254 }
4255
4256 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4257 {
4258         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4259         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4260
4261         if (_a->threshold > _b->threshold)
4262                 return 1;
4263
4264         if (_a->threshold < _b->threshold)
4265                 return -1;
4266
4267         return 0;
4268 }
4269
4270 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4271 {
4272         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4273
4274         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4275
4276         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4277                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4278
4279         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4280         return 0;
4281 }
4282
4283 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4284 {
4285         struct mem_cgroup *iter;
4286
4287         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4288                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4289 }
4290
4291 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4292         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4293 {
4294         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4295         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4296         unsigned long threshold;
4297         unsigned long usage;
4298         int i, size, ret;
4299
4300         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4301         if (ret)
4302                 return ret;
4303
4304         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4305
4306         if (type == _MEM) {
4307                 thresholds = &memcg->thresholds;
4308                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4309         } else if (type == _MEMSWAP) {
4310                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4311                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4312         } else
4313                 BUG();
4314
4315         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4316         if (thresholds->primary)
4317                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4318
4319         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4320
4321         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4322         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4323                         GFP_KERNEL);
4324         if (!new) {
4325                 ret = -ENOMEM;
4326                 goto unlock;
4327         }
4328         new->size = size;
4329
4330         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4331         if (thresholds->primary) {
4332                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4333                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4334         }
4335
4336         /* Add new threshold */
4337         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4338         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4339
4340         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4341         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4342                         compare_thresholds, NULL);
4343
4344         /* Find current threshold */
4345         new->current_threshold = -1;
4346         for (i = 0; i < size; i++) {
4347                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4348                         /*
4349                          * new->current_threshold will not be used until
4350                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4351                          * it here.
4352                          */
4353                         ++new->current_threshold;
4354                 } else
4355                         break;
4356         }
4357
4358         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4359         kfree(thresholds->spare);
4360         thresholds->spare = thresholds->primary;
4361
4362         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4363
4364         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4365         synchronize_rcu();
4366
4367 unlock:
4368         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4369
4370         return ret;
4371 }
4372
4373 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4374         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4375 {
4376         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4377 }
4378
4379 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4380         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4381 {
4382         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4383 }
4384
4385 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4386         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4387 {
4388         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4389         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4390         unsigned long usage;
4391         int i, j, size;
4392
4393         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4394
4395         if (type == _MEM) {
4396                 thresholds = &memcg->thresholds;
4397                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4398         } else if (type == _MEMSWAP) {
4399                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4400                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4401         } else
4402                 BUG();
4403
4404         if (!thresholds->primary)
4405                 goto unlock;
4406
4407         /* Check if a threshold crossed before removing */
4408         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4409
4410         /* Calculate new number of threshold */
4411         size = 0;
4412         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4413                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4414                         size++;
4415         }
4416
4417         new = thresholds->spare;
4418
4419         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4420         if (!size) {
4421                 kfree(new);
4422                 new = NULL;
4423                 goto swap_buffers;
4424         }
4425
4426         new->size = size;
4427
4428         /* Copy thresholds and find current threshold */
4429         new->current_threshold = -1;
4430         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4431                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4432                         continue;
4433
4434                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4435                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4436                         /*
4437                          * new->current_threshold will not be used
4438                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4439                          * it here.
4440                          */
4441                         ++new->current_threshold;
4442                 }
4443                 j++;
4444         }
4445
4446 swap_buffers:
4447         /* Swap primary and spare array */
4448         thresholds->spare = thresholds->primary;
4449         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4450         if (!new) {
4451                 kfree(thresholds->spare);
4452                 thresholds->spare = NULL;
4453         }
4454
4455         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4456
4457         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4458         synchronize_rcu();
4459 unlock:
4460         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4461 }
4462
4463 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4464         struct eventfd_ctx *eventfd)
4465 {
4466         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4467 }
4468
4469 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4470         struct eventfd_ctx *eventfd)
4471 {
4472         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4473 }
4474
4475 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4476         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4477 {
4478         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4479
4480         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4481         if (!event)
4482                 return -ENOMEM;
4483
4484         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4485
4486         event->eventfd = eventfd;
4487         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4488
4489         /* already in OOM ? */
4490         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4491                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4492         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4493
4494         return 0;
4495 }
4496
4497 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4498         struct eventfd_ctx *eventfd)
4499 {
4500         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4501
4502         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4503
4504         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4505                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4506                         list_del(&ev->list);
4507                         kfree(ev);
4508                 }
4509         }
4510
4511         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4512 }
4513
4514 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4515 {
4516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4517
4518         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4519         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4520         return 0;
4521 }
4522
4523 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4524         struct cftype *cft, u64 val)
4525 {
4526         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4527
4528         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4529         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4530                 return -EINVAL;
4531
4532         memcg->oom_kill_disable = val;
4533         if (!val)
4534                 memcg_oom_recover(memcg);
4535
4536         return 0;
4537 }
4538
4539 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4540 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4541 {
4542         int ret;
4543
4544         memcg->kmemcg_id = -1;
4545         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4546         if (ret)
4547                 return ret;
4548
4549         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4550 }
4551
4552 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4553 {
4554         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4555 }
4556 #else
4557 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4558 {
4559         return 0;
4560 }
4561
4562 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4563 {
4564 }
4565 #endif
4566
4567 /*
4568  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4569  *
4570  * "cgroup.event_control" implementation.
4571  *
4572  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4573  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4574  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4575  *
4576  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4577  * possible.
4578  */
4579
4580 /*
4581  * Unregister event and free resources.
4582  *
4583  * Gets called from workqueue.
4584  */
4585 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4586 {
4587         struct mem_cgroup_event *event =
4588                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4589         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4590
4591         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4592
4593         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4594
4595         /* Notify userspace the event is going away. */
4596         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4597
4598         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4599         kfree(event);
4600         css_put(&memcg->css);
4601 }
4602
4603 /*
4604  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4605  *
4606  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4607  */
4608 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4609                             int sync, void *key)
4610 {
4611         struct mem_cgroup_event *event =
4612                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4613         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4614         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4615
4616         if (flags & POLLHUP) {
4617                 /*
4618                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4619                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4620                  * for us.
4621                  *
4622                  * We can't race against event freeing since the other
4623                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4624                  * which we hold.
4625                  */
4626                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4627                 if (!list_empty(&event->list)) {
4628                         list_del_init(&event->list);
4629                         /*
4630                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4631                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4632                          */
4633                         schedule_work(&event->remove);
4634                 }
4635                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4636         }
4637
4638         return 0;
4639 }
4640
4641 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4642                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4643 {
4644         struct mem_cgroup_event *event =
4645                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4646
4647         event->wqh = wqh;
4648         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4649 }
4650
4651 /*
4652  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4653  *
4654  * Parse input and register new cgroup event handler.
4655  *
4656  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4657  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4658  */
4659 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4660                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4661 {
4662         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4663         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4664         struct mem_cgroup_event *event;
4665         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4666         unsigned int efd, cfd;
4667         struct fd efile;
4668         struct fd cfile;
4669         const char *name;
4670         char *endp;
4671         int ret;
4672
4673         buf = strstrip(buf);
4674
4675         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4676         if (*endp != ' ')
4677                 return -EINVAL;
4678         buf = endp + 1;
4679
4680         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4681         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4682                 return -EINVAL;
4683         buf = endp + 1;
4684
4685         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4686         if (!event)
4687                 return -ENOMEM;
4688
4689         event->memcg = memcg;
4690         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4691         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4692         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4693         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4694
4695         efile = fdget(efd);
4696         if (!efile.file) {
4697                 ret = -EBADF;
4698                 goto out_kfree;
4699         }
4700
4701         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4702         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4703                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4704                 goto out_put_efile;
4705         }
4706
4707         cfile = fdget(cfd);
4708         if (!cfile.file) {
4709                 ret = -EBADF;
4710                 goto out_put_eventfd;
4711         }
4712
4713         /* the process need read permission on control file */
4714         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4715         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4716         if (ret < 0)
4717                 goto out_put_cfile;
4718
4719         /*
4720          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4721          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4722          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4723          * is for compatibility anyway.
4724          *
4725          * DO NOT ADD NEW FILES.
4726          */
4727         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
4728
4729         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4730                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4731                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4732         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4733                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4734                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4735         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4736                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4737                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4738         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4739                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4740                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4741         } else {
4742                 ret = -EINVAL;
4743                 goto out_put_cfile;
4744         }
4745
4746         /*
4747          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4748          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4749          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4750          */
4751         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
4752                                                &memory_cgrp_subsys);
4753         ret = -EINVAL;
4754         if (IS_ERR(cfile_css))
4755                 goto out_put_cfile;
4756         if (cfile_css != css) {
4757                 css_put(cfile_css);
4758                 goto out_put_cfile;
4759         }
4760
4761         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4762         if (ret)
4763                 goto out_put_css;
4764
4765         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4766
4767         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4768         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4769         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4770
4771         fdput(cfile);
4772         fdput(efile);
4773
4774         return nbytes;
4775
4776 out_put_css:
4777         css_put(css);
4778 out_put_cfile:
4779         fdput(cfile);
4780 out_put_eventfd:
4781         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4782 out_put_efile:
4783         fdput(efile);
4784 out_kfree:
4785         kfree(event);
4786
4787         return ret;
4788 }
4789
4790 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4791         {
4792                 .name = "usage_in_bytes",
4793                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4794                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4795         },
4796         {
4797                 .name = "max_usage_in_bytes",
4798                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4799                 .write = mem_cgroup_reset,
4800                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4801         },
4802         {
4803                 .name = "limit_in_bytes",
4804                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4805                 .write = mem_cgroup_write,
4806                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4807         },
4808         {
4809                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4810                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4811                 .write = mem_cgroup_write,
4812                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4813         },
4814         {
4815                 .name = "failcnt",
4816                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4817                 .write = mem_cgroup_reset,
4818                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4819         },
4820         {
4821                 .name = "stat",
4822                 .seq_show = memcg_stat_show,
4823         },
4824         {
4825                 .name = "force_empty",
4826                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4827         },
4828         {
4829                 .name = "use_hierarchy",
4830                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4831                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4832         },
4833         {
4834                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4835                 .write = memcg_write_event_control,
4836                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4837                 .mode = S_IWUGO,
4838         },
4839         {
4840                 .name = "swappiness",
4841                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4842                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4843         },
4844         {
4845                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4846                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4847                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4848         },
4849         {
4850                 .name = "oom_control",
4851                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4852                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4853                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4854         },
4855         {
4856                 .name = "pressure_level",
4857         },
4858 #ifdef CONFIG_NUMA
4859         {
4860                 .name = "numa_stat",
4861                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4862         },
4863 #endif
4864 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4865         {
4866                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4868                 .write = mem_cgroup_write,
4869                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4870         },
4871         {
4872                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4874                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4875         },
4876         {
4877                 .name = "kmem.failcnt",
4878                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4879                 .write = mem_cgroup_reset,
4880                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4881         },
4882         {
4883                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4884                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4885                 .write = mem_cgroup_reset,
4886                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4887         },
4888 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4889         {
4890                 .name = "kmem.slabinfo",
4891                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
4892         },
4893 #endif
4894 #endif
4895         { },    /* terminate */
4896 };
4897
4898 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4899 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4900         {
4901                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4902                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4903                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4904         },
4905         {
4906                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4907                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4908                 .write = mem_cgroup_reset,
4909                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4910         },
4911         {
4912                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4913                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4914                 .write = mem_cgroup_write,
4915                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4916         },
4917         {
4918                 .name = "memsw.failcnt",
4919                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4920                 .write = mem_cgroup_reset,
4921                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4922         },
4923         { },    /* terminate */
4924 };
4925 #endif
4926 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4927 {
4928         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4929         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4930         int zone, tmp = node;
4931         /*
4932          * This routine is called against possible nodes.
4933          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4934          *
4935          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4936          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4937          *       function.
4938          */
4939         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4940                 tmp = -1;
4941         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4942         if (!pn)
4943                 return 1;
4944
4945         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4946                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4947                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4948                 mz->usage_in_excess = 0;
4949                 mz->on_tree = false;
4950                 mz->memcg = memcg;
4951         }
4952         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4953         return 0;
4954 }
4955
4956 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4957 {
4958         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4959 }
4960
4961 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4962 {
4963         struct mem_cgroup *memcg;
4964         size_t size;
4965
4966         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4967         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4968
4969         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4970         if (!memcg)
4971                 return NULL;
4972
4973         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4974         if (!memcg->stat)
4975                 goto out_free;
4976         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4977         return memcg;
4978
4979 out_free:
4980         kfree(memcg);
4981         return NULL;
4982 }
4983
4984 /*
4985  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4986  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4987  *
4988  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4989  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4990  * it goes down to 0.
4991  *
4992  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4993  */
4994
4995 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4996 {
4997         int node;
4998
4999         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5000
5001         for_each_node(node)
5002                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5003
5004         free_percpu(memcg->stat);
5005
5006         /*
5007          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5008          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5009          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5010          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5011          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5012          *
5013          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5014          * to move this code around, and make sure it is outside
5015          * the cgroup_lock.
5016          */
5017         disarm_static_keys(memcg);
5018         kfree(memcg);
5019 }
5020
5021 /*
5022  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5023  */
5024 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5025 {
5026         if (!memcg->memory.parent)
5027                 return NULL;
5028         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
5029 }
5030 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5031
5032 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5033 {
5034         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5035         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5036         int tmp, node, zone;
5037
5038         for_each_node(node) {
5039                 tmp = node;
5040                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5041                         tmp = -1;
5042                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5043                 BUG_ON(!rtpn);
5044
5045                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5046
5047                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5048                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5049                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5050                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5051                 }
5052         }
5053 }
5054
5055 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5056 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5057 {
5058         struct mem_cgroup *memcg;
5059         long error = -ENOMEM;
5060         int node;
5061
5062         memcg = mem_cgroup_alloc();
5063         if (!memcg)
5064                 return ERR_PTR(error);
5065
5066         for_each_node(node)
5067                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5068                         goto free_out;
5069
5070         /* root ? */
5071         if (parent_css == NULL) {
5072                 root_mem_cgroup = memcg;
5073                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5074                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5075                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5076         }
5077
5078         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5079         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5080         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5081         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5082         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5083         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5084         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5085         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5086
5087         return &memcg->css;
5088
5089 free_out:
5090         __mem_cgroup_free(memcg);
5091         return ERR_PTR(error);
5092 }
5093
5094 static int
5095 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5096 {
5097         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5098         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5099         int ret;
5100
5101         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5102                 return -ENOSPC;
5103
5104         if (!parent)
5105                 return 0;
5106
5107         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5108
5109         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5110         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5111         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5112
5113         if (parent->use_hierarchy) {
5114                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5115                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5116                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5117
5118                 /*
5119                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5120                  * core guarantees its existence.
5121                  */
5122         } else {
5123                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5124                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5125                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5126                 /*
5127                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5128                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5129                  * unfortunate state in our controller.
5130                  */
5131                 if (parent != root_mem_cgroup)
5132                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5133         }
5134         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5135
5136         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5137         if (ret)
5138                 return ret;
5139
5140         /*
5141          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
5142          * orders reading memcg->initialized against its callers
5143          * reading the memcg members.
5144          */
5145         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
5146
5147         return 0;
5148 }
5149
5150 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5151 {
5152         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5153         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5154
5155         /*
5156          * Unregister events and notify userspace.
5157          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5158          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5159          */
5160         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5161         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5162                 list_del_init(&event->list);
5163                 schedule_work(&event->remove);
5164         }
5165         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5166
5167         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5168         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5169 }
5170
5171 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5172 {
5173         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5174
5175         memcg_destroy_kmem(memcg);
5176         __mem_cgroup_free(memcg);
5177 }
5178
5179 /**
5180  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5181  * @css: the target css
5182  *
5183  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5184  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5185  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5186  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5187  * made visible again.
5188  *
5189  * The current implementation only resets the essential configurations.
5190  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5191  */
5192 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5193 {
5194         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5195
5196         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5197         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5198         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5199         memcg->soft_limit = 0;
5200 }
5201
5202 #ifdef CONFIG_MMU
5203 /* Handlers for move charge at task migration. */
5204 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5205 {
5206         int ret;
5207
5208         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5209         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5210         if (!ret) {
5211                 mc.precharge += count;
5212                 return ret;
5213         }
5214         if (ret == -EINTR) {
5215                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5216                 return ret;
5217         }
5218
5219         /* Try charges one by one with reclaim */
5220         while (count--) {
5221                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5222                 /*
5223                  * In case of failure, any residual charges against
5224                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5225                  * later on.  However, cancel any charges that are
5226                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5227                  */
5228                 if (ret == -EINTR)
5229                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5230                 if (ret)
5231                         return ret;
5232                 mc.precharge++;
5233                 cond_resched();
5234         }
5235         return 0;
5236 }
5237
5238 /**
5239  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5240  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5241  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5242  * @ptent: the pte to be checked
5243  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5244  *
5245  * Returns
5246  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5247  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5248  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5249  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5250  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5251  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5252  *     in target->ent.
5253  *
5254  * Called with pte lock held.
5255  */
5256 union mc_target {
5257         struct page     *page;
5258         swp_entry_t     ent;
5259 };
5260
5261 enum mc_target_type {
5262         MC_TARGET_NONE = 0,
5263         MC_TARGET_PAGE,
5264         MC_TARGET_SWAP,
5265 };
5266
5267 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5268                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5269 {
5270         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5271
5272         if (!page || !page_mapped(page))
5273                 return NULL;
5274         if (PageAnon(page)) {
5275                 /* we don't move shared anon */
5276                 if (!move_anon())
5277                         return NULL;
5278         } else if (!move_file())
5279                 /* we ignore mapcount for file pages */
5280                 return NULL;
5281         if (!get_page_unless_zero(page))
5282                 return NULL;
5283
5284         return page;
5285 }
5286
5287 #ifdef CONFIG_SWAP
5288 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5289                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5290 {
5291         struct page *page = NULL;
5292         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5293
5294         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5295                 return NULL;
5296         /*
5297          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5298          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5299          */
5300         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5301         if (do_swap_account)
5302                 entry->val = ent.val;
5303
5304         return page;
5305 }
5306 #else
5307 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5308                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5309 {
5310         return NULL;
5311 }
5312 #endif
5313
5314 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5315                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5316 {
5317         struct page *page = NULL;
5318         struct address_space *mapping;
5319         pgoff_t pgoff;
5320
5321         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5322                 return NULL;
5323         if (!move_file())
5324                 return NULL;
5325
5326         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5327         if (pte_none(ptent))
5328                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5329         else /* pte_file(ptent) is true */
5330                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5331
5332         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5333 #ifdef CONFIG_SWAP
5334         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5335         if (shmem_mapping(mapping)) {
5336                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5337                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5338                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5339                         if (do_swap_account)
5340                                 *entry = swp;
5341                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5342                 }
5343         } else
5344                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5345 #else
5346         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5347 #endif
5348         return page;
5349 }
5350
5351 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5352                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5353 {
5354         struct page *page = NULL;
5355         struct page_cgroup *pc;
5356         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5357         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5358
5359         if (pte_present(ptent))
5360                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5361         else if (is_swap_pte(ptent))
5362                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5363         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5364                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5365
5366         if (!page && !ent.val)
5367                 return ret;
5368         if (page) {
5369                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5370                 /*
5371                  * Do only loose check w/o serialization.
5372                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5373                  * not under LRU exclusion.
5374                  */
5375                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5376                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5377                         if (target)
5378                                 target->page = page;
5379                 }
5380                 if (!ret || !target)
5381                         put_page(page);
5382         }
5383         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5384         if (ent.val && !ret &&
5385             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5386                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5387                 if (target)
5388                         target->ent = ent;
5389         }
5390         return ret;
5391 }
5392
5393 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5394 /*
5395  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5396  * support them for now.
5397  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5398  */
5399 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5400                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5401 {
5402         struct page *page = NULL;
5403         struct page_cgroup *pc;
5404         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5405
5406         page = pmd_page(pmd);
5407         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5408         if (!move_anon())
5409                 return ret;
5410         pc = lookup_page_cgroup(page);
5411         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5412                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5413                 if (target) {
5414                         get_page(page);
5415                         target->page = page;
5416                 }
5417         }
5418         return ret;
5419 }
5420 #else
5421 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5422                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5423 {
5424         return MC_TARGET_NONE;
5425 }
5426 #endif
5427
5428 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5429                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5430                                         struct mm_walk *walk)
5431 {
5432         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5433         pte_t *pte;
5434         spinlock_t *ptl;
5435
5436         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5437                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5438                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5439                 spin_unlock(ptl);
5440                 return 0;
5441         }
5442
5443         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5444                 return 0;
5445         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5446         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5447                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5448                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5449         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5450         cond_resched();
5451
5452         return 0;
5453 }
5454
5455 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5456 {
5457         unsigned long precharge;
5458         struct vm_area_struct *vma;
5459
5460         down_read(&mm->mmap_sem);
5461         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5462                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5463                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5464                         .mm = mm,
5465                         .private = vma,
5466                 };
5467                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5468                         continue;
5469                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5470                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5471         }
5472         up_read(&mm->mmap_sem);
5473
5474         precharge = mc.precharge;
5475         mc.precharge = 0;
5476
5477         return precharge;
5478 }
5479
5480 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5481 {
5482         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5483
5484         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5485         mc.moving_task = current;
5486         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5487 }
5488
5489 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5490 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5491 {
5492         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5493         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5494
5495         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5496         if (mc.precharge) {
5497                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5498                 mc.precharge = 0;
5499         }
5500         /*
5501          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5502          * we must uncharge here.
5503          */
5504         if (mc.moved_charge) {
5505                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5506                 mc.moved_charge = 0;
5507         }
5508         /* we must fixup refcnts and charges */
5509         if (mc.moved_swap) {
5510                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5511                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5512                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5513
5514                 /*
5515                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5516                  * should uncharge to->memory.
5517                  */
5518                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5519                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5520
5521                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5522
5523                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5524                 mc.moved_swap = 0;
5525         }
5526         memcg_oom_recover(from);
5527         memcg_oom_recover(to);
5528         wake_up_all(&mc.waitq);
5529 }
5530
5531 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5532 {
5533         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5534
5535         /*
5536          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5537          * task migration.
5538          */
5539         mc.moving_task = NULL;
5540         __mem_cgroup_clear_mc();
5541         spin_lock(&mc.lock);
5542         mc.from = NULL;
5543         mc.to = NULL;
5544         spin_unlock(&mc.lock);
5545         mem_cgroup_end_move(from);
5546 }
5547
5548 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5549                                  struct cgroup_taskset *tset)
5550 {
5551         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5552         int ret = 0;
5553         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5554         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5555
5556         /*
5557          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5558          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5559          * So we need to save it, and keep it going.
5560          */
5561         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5562         if (move_charge_at_immigrate) {
5563                 struct mm_struct *mm;
5564                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5565
5566                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5567
5568                 mm = get_task_mm(p);
5569                 if (!mm)
5570                         return 0;
5571                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5572                 if (mm->owner == p) {
5573                         VM_BUG_ON(mc.from);
5574                         VM_BUG_ON(mc.to);
5575                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5576                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5577                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5578                         mem_cgroup_start_move(from);
5579                         spin_lock(&mc.lock);
5580                         mc.from = from;
5581                         mc.to = memcg;
5582                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5583                         spin_unlock(&mc.lock);
5584                         /* We set mc.moving_task later */
5585
5586                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5587                         if (ret)
5588                                 mem_cgroup_clear_mc();
5589                 }
5590                 mmput(mm);
5591         }
5592         return ret;
5593 }
5594
5595 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5596                                      struct cgroup_taskset *tset)
5597 {
5598         mem_cgroup_clear_mc();
5599 }
5600
5601 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5602                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5603                                 struct mm_walk *walk)
5604 {
5605         int ret = 0;
5606         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5607         pte_t *pte;
5608         spinlock_t *ptl;
5609         enum mc_target_type target_type;
5610         union mc_target target;
5611         struct page *page;
5612         struct page_cgroup *pc;
5613
5614         /*
5615          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5616          * happens because:
5617          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5618          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5619          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5620          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5621          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5622          *    part of thp split is not executed yet.
5623          */
5624         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5625                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5626                         spin_unlock(ptl);
5627                         return 0;
5628                 }
5629                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5630                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5631                         page = target.page;
5632                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5633                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5634                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5635                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5636                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5637                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5638                                 }
5639                                 putback_lru_page(page);
5640                         }
5641                         put_page(page);
5642                 }
5643                 spin_unlock(ptl);
5644                 return 0;
5645         }
5646
5647         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5648                 return 0;
5649 retry:
5650         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5651         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5652                 pte_t ptent = *(pte++);
5653                 swp_entry_t ent;
5654
5655                 if (!mc.precharge)
5656                         break;
5657
5658                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5659                 case MC_TARGET_PAGE:
5660                         page = target.page;
5661                         if (isolate_lru_page(page))
5662                                 goto put;
5663                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5664                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5665                                                      mc.from, mc.to)) {
5666                                 mc.precharge--;
5667                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5668                                 mc.moved_charge++;
5669                         }
5670                         putback_lru_page(page);
5671 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5672                         put_page(page);
5673                         break;
5674                 case MC_TARGET_SWAP:
5675                         ent = target.ent;
5676                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5677                                 mc.precharge--;
5678                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5679                                 mc.moved_swap++;
5680                         }
5681                         break;
5682                 default:
5683                         break;
5684                 }
5685         }
5686         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5687         cond_resched();
5688
5689         if (addr != end) {
5690                 /*
5691                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5692                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5693                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5694                  * phase.
5695                  */
5696                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5697                 if (!ret)
5698                         goto retry;
5699         }
5700
5701         return ret;
5702 }
5703
5704 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5705 {
5706         struct vm_area_struct *vma;
5707
5708         lru_add_drain_all();
5709 retry:
5710         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5711                 /*
5712                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5713                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5714                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5715                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5716                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5717                  */
5718                 __mem_cgroup_clear_mc();
5719                 cond_resched();
5720                 goto retry;
5721         }
5722         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5723                 int ret;
5724                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5725                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5726                         .mm = mm,
5727                         .private = vma,
5728                 };
5729                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5730                         continue;
5731                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5732                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5733                 if (ret)
5734                         /*
5735                          * means we have consumed all precharges and failed in
5736                          * doing additional charge. Just abandon here.
5737                          */
5738                         break;
5739         }
5740         up_read(&mm->mmap_sem);
5741 }
5742
5743 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5744                                  struct cgroup_taskset *tset)
5745 {
5746         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5747         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5748
5749         if (mm) {
5750                 if (mc.to)
5751                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5752                 mmput(mm);
5753         }
5754         if (mc.to)
5755                 mem_cgroup_clear_mc();
5756 }
5757 #else   /* !CONFIG_MMU */
5758 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5759                                  struct cgroup_taskset *tset)
5760 {
5761         return 0;
5762 }
5763 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5764                                      struct cgroup_taskset *tset)
5765 {
5766 }
5767 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5768                                  struct cgroup_taskset *tset)
5769 {
5770 }
5771 #endif
5772
5773 /*
5774  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5775  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5776  * attempt.
5777  */
5778 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5779 {
5780         /*
5781          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5782          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5783          * on for the root memcg is enough.
5784          */
5785         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5786                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5787 }
5788
5789 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5790         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5791         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5792         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5793         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5794         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5795         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5796         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5797         .attach = mem_cgroup_move_task,
5798         .bind = mem_cgroup_bind,
5799         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5800         .early_init = 0,
5801 };
5802
5803 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5804 static int __init enable_swap_account(char *s)
5805 {
5806         if (!strcmp(s, "1"))
5807                 really_do_swap_account = 1;
5808         else if (!strcmp(s, "0"))
5809                 really_do_swap_account = 0;
5810         return 1;
5811 }
5812 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5813
5814 static void __init memsw_file_init(void)
5815 {
5816         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5817                                           memsw_cgroup_files));
5818 }
5819
5820 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5821 {
5822         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5823                 do_swap_account = 1;
5824                 memsw_file_init();
5825         }
5826 }
5827
5828 #else
5829 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5830 {
5831 }
5832 #endif
5833
5834 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5835 /**
5836  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5837  * @page: page whose memsw charge to transfer
5838  * @entry: swap entry to move the charge to
5839  *
5840  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5841  */
5842 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5843 {
5844         struct page_cgroup *pc;
5845         unsigned short oldid;
5846
5847         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5848         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5849
5850         if (!do_swap_account)
5851                 return;
5852
5853         pc = lookup_page_cgroup(page);
5854
5855         /* Readahead page, never charged */
5856         if (!PageCgroupUsed(pc))
5857                 return;
5858
5859         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
5860
5861         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
5862         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5863
5864         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
5865         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
5866         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
5867 }
5868
5869 /**
5870  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5871  * @entry: swap entry to uncharge
5872  *
5873  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5874  */
5875 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5876 {
5877         struct mem_cgroup *memcg;
5878         unsigned short id;
5879
5880         if (!do_swap_account)
5881                 return;
5882
5883         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5884         rcu_read_lock();
5885         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5886         if (memcg) {
5887                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5888                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5889                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5890                 css_put(&memcg->css);
5891         }
5892         rcu_read_unlock();
5893 }
5894 #endif
5895
5896 /**
5897  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5898  * @page: page to charge
5899  * @mm: mm context of the victim
5900  * @gfp_mask: reclaim mode
5901  * @memcgp: charged memcg return
5902  *
5903  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5904  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5905  *
5906  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5907  * Otherwise, an error code is returned.
5908  *
5909  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5910  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5911  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5912  */
5913 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5914                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5915 {
5916         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5917         unsigned int nr_pages = 1;
5918         int ret = 0;
5919
5920         if (mem_cgroup_disabled())
5921                 goto out;
5922
5923         if (PageSwapCache(page)) {
5924                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
5925                 /*
5926                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5927                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5928                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5929                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5930                  * in turn serializes uncharging.
5931                  */
5932                 if (PageCgroupUsed(pc))
5933                         goto out;
5934         }
5935
5936         if (PageTransHuge(page)) {
5937                 nr_pages <<= compound_order(page);
5938                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5939         }
5940
5941         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5942                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5943         if (!memcg)
5944                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5945
5946         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5947
5948         css_put(&memcg->css);
5949
5950         if (ret == -EINTR) {
5951                 memcg = root_mem_cgroup;
5952                 ret = 0;
5953         }
5954 out:
5955         *memcgp = memcg;
5956         return ret;
5957 }
5958
5959 /**
5960  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5961  * @page: page to charge
5962  * @memcg: memcg to charge the page to
5963  * @lrucare: page might be on LRU already
5964  *
5965  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5966  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5967  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5968  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5969  *
5970  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5971  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5972  *
5973  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5974  */
5975 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5976                               bool lrucare)
5977 {
5978         unsigned int nr_pages = 1;
5979
5980         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5981         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5982
5983         if (mem_cgroup_disabled())
5984                 return;
5985         /*
5986          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5987          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5988          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5989          */
5990         if (!memcg)
5991                 return;
5992
5993         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5994
5995         if (PageTransHuge(page)) {
5996                 nr_pages <<= compound_order(page);
5997                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5998         }
5999
6000         local_irq_disable();
6001         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6002         memcg_check_events(memcg, page);
6003         local_irq_enable();
6004
6005         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6006                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6007                 /*
6008                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6009                  * let's not wait for it.  The page already received a
6010                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6011                  */
6012                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6013         }
6014 }
6015
6016 /**
6017  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6018  * @page: page to charge
6019  * @memcg: memcg to charge the page to
6020  *
6021  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6022  */
6023 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6024 {
6025         unsigned int nr_pages = 1;
6026
6027         if (mem_cgroup_disabled())
6028                 return;
6029         /*
6030          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6031          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6032          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6033          */
6034         if (!memcg)
6035                 return;
6036
6037         if (PageTransHuge(page)) {
6038                 nr_pages <<= compound_order(page);
6039                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6040         }
6041
6042         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6043 }
6044
6045 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
6046                            unsigned long nr_mem, unsigned long nr_memsw,
6047                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
6048                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
6049 {
6050         unsigned long flags;
6051
6052         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6053                 if (nr_mem)
6054                         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_mem);
6055                 if (nr_memsw)
6056                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_memsw);
6057                 memcg_oom_recover(memcg);
6058         }
6059
6060         local_irq_save(flags);
6061         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
6062         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
6063         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
6064         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
6065         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_anon + nr_file);
6066         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
6067         local_irq_restore(flags);
6068
6069         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6070                 css_put_many(&memcg->css, max(nr_mem, nr_memsw));
6071 }
6072
6073 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6074 {
6075         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6076         unsigned long nr_memsw = 0;
6077         unsigned long nr_anon = 0;
6078         unsigned long nr_file = 0;
6079         unsigned long nr_huge = 0;
6080         unsigned long pgpgout = 0;
6081         unsigned long nr_mem = 0;
6082         struct list_head *next;
6083         struct page *page;
6084
6085         next = page_list->next;
6086         do {
6087                 unsigned int nr_pages = 1;
6088                 struct page_cgroup *pc;
6089
6090                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6091                 next = page->lru.next;
6092
6093                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6094                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6095
6096                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6097                 if (!PageCgroupUsed(pc))
6098                         continue;
6099
6100                 /*
6101                  * Nobody should be changing or seriously looking at
6102                  * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have
6103                  * fully exclusive access to the page.
6104                  */
6105
6106                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
6107                         if (memcg) {
6108                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6109                                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6110                                 pgpgout = nr_mem = nr_memsw = 0;
6111                                 nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
6112                         }
6113                         memcg = pc->mem_cgroup;
6114                 }
6115
6116                 if (PageTransHuge(page)) {
6117                         nr_pages <<= compound_order(page);
6118                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6119                         nr_huge += nr_pages;
6120                 }
6121
6122                 if (PageAnon(page))
6123                         nr_anon += nr_pages;
6124                 else
6125                         nr_file += nr_pages;
6126
6127                 if (pc->flags & PCG_MEM)
6128                         nr_mem += nr_pages;
6129                 if (pc->flags & PCG_MEMSW)
6130                         nr_memsw += nr_pages;
6131                 pc->flags = 0;
6132
6133                 pgpgout++;
6134         } while (next != page_list);
6135
6136         if (memcg)
6137                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_mem, nr_memsw,
6138                                nr_anon, nr_file, nr_huge, page);
6139 }
6140
6141 /**
6142  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6143  * @page: page to uncharge
6144  *
6145  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6146  * mem_cgroup_commit_charge().
6147  */
6148 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6149 {
6150         struct page_cgroup *pc;
6151
6152         if (mem_cgroup_disabled())
6153                 return;
6154
6155         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6156         pc = lookup_page_cgroup(page);
6157         if (!PageCgroupUsed(pc))
6158                 return;
6159
6160         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6161         uncharge_list(&page->lru);
6162 }
6163
6164 /**
6165  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6166  * @page_list: list of pages to uncharge
6167  *
6168  * Uncharge a list of pages previously charged with
6169  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6170  */
6171 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6172 {
6173         if (mem_cgroup_disabled())
6174                 return;
6175
6176         if (!list_empty(page_list))
6177                 uncharge_list(page_list);
6178 }
6179
6180 /**
6181  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6182  * @oldpage: currently charged page
6183  * @newpage: page to transfer the charge to
6184  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6185  *
6186  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6187  *
6188  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6189  */
6190 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6191                         bool lrucare)
6192 {
6193         struct page_cgroup *pc;
6194         int isolated;
6195
6196         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6197         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6198         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6199         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6200         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6201         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6202                        newpage);
6203
6204         if (mem_cgroup_disabled())
6205                 return;
6206
6207         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6208         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6209         if (PageCgroupUsed(pc))
6210                 return;
6211
6212         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6213         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6214         if (!PageCgroupUsed(pc))
6215                 return;
6216
6217         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6218         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6219
6220         if (lrucare)
6221                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6222
6223         pc->flags = 0;
6224
6225         if (lrucare)
6226                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6227
6228         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, lrucare);
6229 }
6230
6231 /*
6232  * subsys_initcall() for memory controller.
6233  *
6234  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6235  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6236  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6237  * be initialized from here.
6238  */
6239 static int __init mem_cgroup_init(void)
6240 {
6241         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6242         enable_swap_cgroup();
6243         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6244         memcg_stock_init();
6245         return 0;
6246 }
6247 subsys_initcall(mem_cgroup_init);