3734fd6d11327064609cafe3b2f1c029def3d31c
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct reclaim_iter {
147         struct mem_cgroup *position;
148         /* scan generation, increased every round-trip */
149         unsigned int generation;
150 };
151
152 /*
153  * per-zone information in memory controller.
154  */
155 struct mem_cgroup_per_zone {
156         struct lruvec           lruvec;
157         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
158
159         struct reclaim_iter     iter[DEF_PRIORITY + 1];
160
161         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
162         unsigned long           usage_in_excess;/* Set to the value by which */
163                                                 /* the soft limit is exceeded*/
164         bool                    on_tree;
165         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
166                                                 /* use container_of        */
167 };
168
169 struct mem_cgroup_per_node {
170         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
171 };
172
173 /*
174  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
175  * their hierarchy representation
176  */
177
178 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
179         struct rb_root rb_root;
180         spinlock_t lock;
181 };
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_node {
184         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
185 };
186
187 struct mem_cgroup_tree {
188         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
189 };
190
191 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
192
193 struct mem_cgroup_threshold {
194         struct eventfd_ctx *eventfd;
195         unsigned long threshold;
196 };
197
198 /* For threshold */
199 struct mem_cgroup_threshold_ary {
200         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
201         int current_threshold;
202         /* Size of entries[] */
203         unsigned int size;
204         /* Array of thresholds */
205         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
206 };
207
208 struct mem_cgroup_thresholds {
209         /* Primary thresholds array */
210         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
211         /*
212          * Spare threshold array.
213          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
214          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
215          */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
217 };
218
219 /* for OOM */
220 struct mem_cgroup_eventfd_list {
221         struct list_head list;
222         struct eventfd_ctx *eventfd;
223 };
224
225 /*
226  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
227  */
228 struct mem_cgroup_event {
229         /*
230          * memcg which the event belongs to.
231          */
232         struct mem_cgroup *memcg;
233         /*
234          * eventfd to signal userspace about the event.
235          */
236         struct eventfd_ctx *eventfd;
237         /*
238          * Each of these stored in a list by the cgroup.
239          */
240         struct list_head list;
241         /*
242          * register_event() callback will be used to add new userspace
243          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
244          * on eventfd to send notification to userspace.
245          */
246         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
247                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
248         /*
249          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
250          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
251          * if you want provide notification functionality.
252          */
253         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
254                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
255         /*
256          * All fields below needed to unregister event when
257          * userspace closes eventfd.
258          */
259         poll_table pt;
260         wait_queue_head_t *wqh;
261         wait_queue_t wait;
262         struct work_struct remove;
263 };
264
265 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
266 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
267
268 /*
269  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
270  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
271  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
272  * to help the administrator determine what knobs to tune.
273  *
274  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
275  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
276  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
277  * a feature that will be implemented much later in the future.
278  */
279 struct mem_cgroup {
280         struct cgroup_subsys_state css;
281
282         /* Accounted resources */
283         struct page_counter memory;
284         struct page_counter memsw;
285         struct page_counter kmem;
286
287         unsigned long soft_limit;
288
289         /* vmpressure notifications */
290         struct vmpressure vmpressure;
291
292         /* css_online() has been completed */
293         int initialized;
294
295         /*
296          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
297          */
298         bool use_hierarchy;
299         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
300
301         bool            oom_lock;
302         atomic_t        under_oom;
303         atomic_t        oom_wakeups;
304
305         int     swappiness;
306         /* OOM-Killer disable */
307         int             oom_kill_disable;
308
309         /* protect arrays of thresholds */
310         struct mutex thresholds_lock;
311
312         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
314
315         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
316         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
317
318         /* For oom notifier event fd */
319         struct list_head oom_notify;
320
321         /*
322          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
323          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
324          */
325         unsigned long move_charge_at_immigrate;
326         /*
327          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
328          */
329         atomic_t        moving_account;
330         /* taken only while moving_account > 0 */
331         spinlock_t      move_lock;
332         /*
333          * percpu counter.
334          */
335         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
336         /*
337          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
338          * See mem_cgroup_read_stat().
339          */
340         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
341         spinlock_t pcp_counter_lock;
342
343 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
344         struct cg_proto tcp_mem;
345 #endif
346 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
347         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
348          * protected by memcg_slab_mutex */
349         struct list_head memcg_slab_caches;
350         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
351         int kmemcg_id;
352 #endif
353
354         int last_scanned_node;
355 #if MAX_NUMNODES > 1
356         nodemask_t      scan_nodes;
357         atomic_t        numainfo_events;
358         atomic_t        numainfo_updating;
359 #endif
360
361         /* List of events which userspace want to receive */
362         struct list_head event_list;
363         spinlock_t event_list_lock;
364
365         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
366         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
367 };
368
369 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
370 enum {
371         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
372 };
373
374 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
375 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
376 {
377         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
378 }
379
380 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
381 {
382         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384
385 #endif
386
387 /* Stuffs for move charges at task migration. */
388 /*
389  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
390  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
391  */
392 enum move_type {
393         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
394         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
395         NR_MOVE_TYPE,
396 };
397
398 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
399 static struct move_charge_struct {
400         spinlock_t        lock; /* for from, to */
401         struct mem_cgroup *from;
402         struct mem_cgroup *to;
403         unsigned long immigrate_flags;
404         unsigned long precharge;
405         unsigned long moved_charge;
406         unsigned long moved_swap;
407         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
408         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
409 } mc = {
410         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
411         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
412 };
413
414 static bool move_anon(void)
415 {
416         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
417 }
418
419 static bool move_file(void)
420 {
421         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
422 }
423
424 /*
425  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
426  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
427  */
428 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
429 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
430
431 enum charge_type {
432         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
433         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
434         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
435         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
436         NR_CHARGE_TYPE,
437 };
438
439 /* for encoding cft->private value on file */
440 enum res_type {
441         _MEM,
442         _MEMSWAP,
443         _OOM_TYPE,
444         _KMEM,
445 };
446
447 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
448 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
449 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
450 /* Used for OOM nofiier */
451 #define OOM_CONTROL             (0)
452
453 /*
454  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
455  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
456  * appearing has to hold it as well.
457  */
458 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
459
460 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
461 {
462         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
463 }
464
465 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
466 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
467 {
468         if (!memcg)
469                 memcg = root_mem_cgroup;
470         return &memcg->vmpressure;
471 }
472
473 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
474 {
475         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
476 }
477
478 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         return (memcg == root_mem_cgroup);
481 }
482
483 /*
484  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
485  * an unsigned short.
486  */
487 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
488
489 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
490 {
491         return memcg->css.id;
492 }
493
494 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
495 {
496         struct cgroup_subsys_state *css;
497
498         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
499         return mem_cgroup_from_css(css);
500 }
501
502 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
503 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
504
505 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
506 {
507         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
508                 struct mem_cgroup *memcg;
509                 struct cg_proto *cg_proto;
510
511                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
512
513                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
514                  * filled. It won't however, necessarily happen from
515                  * process context. So the test for root memcg given
516                  * the current task's memcg won't help us in this case.
517                  *
518                  * Respecting the original socket's memcg is a better
519                  * decision in this case.
520                  */
521                 if (sk->sk_cgrp) {
522                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
523                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
524                         return;
525                 }
526
527                 rcu_read_lock();
528                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
529                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
530                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
531                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
532                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
533                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
534                 }
535                 rcu_read_unlock();
536         }
537 }
538 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
539
540 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
541 {
542         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
543                 struct mem_cgroup *memcg;
544                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
545                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
546                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
547         }
548 }
549
550 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
551 {
552         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
553                 return NULL;
554
555         return &memcg->tcp_mem;
556 }
557 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
558
559 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
562                 return;
563         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
564 }
565 #else
566 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
567 {
568 }
569 #endif
570
571 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
572 /*
573  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
574  * The main reason for not using cgroup id for this:
575  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
576  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
577  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
578  *  200 entry array for that.
579  *
580  * The current size of the caches array is stored in
581  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
582  * increase it.
583  */
584 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
585 int memcg_limited_groups_array_size;
586
587 /*
588  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
589  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
590  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
591  * tunable, but that is strictly not necessary.
592  *
593  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
594  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
595  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
596  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
597  * increase ours as well if it increases.
598  */
599 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
600 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
601
602 /*
603  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
604  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
605  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
606  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
607  */
608 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
609 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
610
611 static void memcg_free_cache_id(int id);
612
613 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
614 {
615         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
616                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
617                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
618         }
619         /*
620          * This check can't live in kmem destruction function,
621          * since the charges will outlive the cgroup
622          */
623         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
624 }
625 #else
626 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
627 {
628 }
629 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
630
631 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         disarm_sock_keys(memcg);
634         disarm_kmem_keys(memcg);
635 }
636
637 static struct mem_cgroup_per_zone *
638 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
639 {
640         int nid = zone_to_nid(zone);
641         int zid = zone_idx(zone);
642
643         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
644 }
645
646 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
647 {
648         return &memcg->css;
649 }
650
651 static struct mem_cgroup_per_zone *
652 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
653 {
654         int nid = page_to_nid(page);
655         int zid = page_zonenum(page);
656
657         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
658 }
659
660 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
661 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
662 {
663         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
664 }
665
666 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
667 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
668 {
669         int nid = page_to_nid(page);
670         int zid = page_zonenum(page);
671
672         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
673 }
674
675 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
676                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
677                                          unsigned long new_usage_in_excess)
678 {
679         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
680         struct rb_node *parent = NULL;
681         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
682
683         if (mz->on_tree)
684                 return;
685
686         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
687         if (!mz->usage_in_excess)
688                 return;
689         while (*p) {
690                 parent = *p;
691                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
692                                         tree_node);
693                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
694                         p = &(*p)->rb_left;
695                 /*
696                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
697                  * limit by the same amount
698                  */
699                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
700                         p = &(*p)->rb_right;
701         }
702         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
703         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
704         mz->on_tree = true;
705 }
706
707 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
708                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
709 {
710         if (!mz->on_tree)
711                 return;
712         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
713         mz->on_tree = false;
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
717                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
718 {
719         unsigned long flags;
720
721         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
722         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
723         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
724 }
725
726 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
727 {
728         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
729         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
730         unsigned long excess = 0;
731
732         if (nr_pages > soft_limit)
733                 excess = nr_pages - soft_limit;
734
735         return excess;
736 }
737
738 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
739 {
740         unsigned long excess;
741         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
742         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
743
744         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
745         /*
746          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
747          * because their event counter is not touched.
748          */
749         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
750                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
751                 excess = soft_limit_excess(memcg);
752                 /*
753                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
754                  * mem is over its softlimit.
755                  */
756                 if (excess || mz->on_tree) {
757                         unsigned long flags;
758
759                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
760                         /* if on-tree, remove it */
761                         if (mz->on_tree)
762                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
763                         /*
764                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
765                          * If excess is 0, no tree ops.
766                          */
767                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
768                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
769                 }
770         }
771 }
772
773 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
774 {
775         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
776         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
777         int nid, zid;
778
779         for_each_node(nid) {
780                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
781                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
782                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
783                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
784                 }
785         }
786 }
787
788 static struct mem_cgroup_per_zone *
789 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
790 {
791         struct rb_node *rightmost = NULL;
792         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
793
794 retry:
795         mz = NULL;
796         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
797         if (!rightmost)
798                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
799
800         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
801         /*
802          * Remove the node now but someone else can add it back,
803          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
804          * position in the tree.
805          */
806         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
807         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
808             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
809                 goto retry;
810 done:
811         return mz;
812 }
813
814 static struct mem_cgroup_per_zone *
815 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
816 {
817         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
818
819         spin_lock_irq(&mctz->lock);
820         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
821         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
822         return mz;
823 }
824
825 /*
826  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
827  *
828  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
829  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
830  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
831  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
832  *
833  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
834  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
835  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
836  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
837  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
838  *
839  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
840  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
841  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
842  * implemented.
843  */
844 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
845                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
846 {
847         long val = 0;
848         int cpu;
849
850         get_online_cpus();
851         for_each_online_cpu(cpu)
852                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
853 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
854         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
855         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
856         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
857 #endif
858         put_online_cpus();
859         return val;
860 }
861
862 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
863                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
864 {
865         unsigned long val = 0;
866         int cpu;
867
868         get_online_cpus();
869         for_each_online_cpu(cpu)
870                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
871 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
872         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
873         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
874         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
875 #endif
876         put_online_cpus();
877         return val;
878 }
879
880 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
881                                          struct page *page,
882                                          int nr_pages)
883 {
884         /*
885          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
886          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
887          */
888         if (PageAnon(page))
889                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
890                                 nr_pages);
891         else
892                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
893                                 nr_pages);
894
895         if (PageTransHuge(page))
896                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
897                                 nr_pages);
898
899         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
900         if (nr_pages > 0)
901                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
902         else {
903                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
904                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
905         }
906
907         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
908 }
909
910 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
911 {
912         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
913
914         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
915         return mz->lru_size[lru];
916 }
917
918 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
919                                                   int nid,
920                                                   unsigned int lru_mask)
921 {
922         unsigned long nr = 0;
923         int zid;
924
925         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
926
927         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
928                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
929                 enum lru_list lru;
930
931                 for_each_lru(lru) {
932                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
933                                 continue;
934                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
935                         nr += mz->lru_size[lru];
936                 }
937         }
938         return nr;
939 }
940
941 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
942                         unsigned int lru_mask)
943 {
944         unsigned long nr = 0;
945         int nid;
946
947         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
948                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
949         return nr;
950 }
951
952 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
953                                        enum mem_cgroup_events_target target)
954 {
955         unsigned long val, next;
956
957         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
958         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
959         /* from time_after() in jiffies.h */
960         if ((long)next - (long)val < 0) {
961                 switch (target) {
962                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
963                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
964                         break;
965                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
966                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
967                         break;
968                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
969                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
970                         break;
971                 default:
972                         break;
973                 }
974                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
975                 return true;
976         }
977         return false;
978 }
979
980 /*
981  * Check events in order.
982  *
983  */
984 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
985 {
986         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
987         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
988                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
989                 bool do_softlimit;
990                 bool do_numainfo __maybe_unused;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994 #if MAX_NUMNODES > 1
995                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
996                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
997 #endif
998                 mem_cgroup_threshold(memcg);
999                 if (unlikely(do_softlimit))
1000                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1001 #if MAX_NUMNODES > 1
1002                 if (unlikely(do_numainfo))
1003                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1004 #endif
1005         }
1006 }
1007
1008 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1009 {
1010         /*
1011          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1012          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1013          * So this can be called with p == NULL.
1014          */
1015         if (unlikely(!p))
1016                 return NULL;
1017
1018         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1019 }
1020
1021 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1022 {
1023         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         do {
1027                 /*
1028                  * Page cache insertions can happen withou an
1029                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1030                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1031                  */
1032                 if (unlikely(!mm))
1033                         memcg = root_mem_cgroup;
1034                 else {
1035                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1036                         if (unlikely(!memcg))
1037                                 memcg = root_mem_cgroup;
1038                 }
1039         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1040         rcu_read_unlock();
1041         return memcg;
1042 }
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1046  * @root: hierarchy root
1047  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1048  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1049  *
1050  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1051  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1052  *
1053  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1054  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1055  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1056  *
1057  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1058  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1059  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1060  */
1061 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1062                                    struct mem_cgroup *prev,
1063                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1064 {
1065         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1066         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1067         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1068         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1069
1070         if (mem_cgroup_disabled())
1071                 return NULL;
1072
1073         if (!root)
1074                 root = root_mem_cgroup;
1075
1076         if (prev && !reclaim)
1077                 pos = prev;
1078
1079         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1080                 if (prev)
1081                         goto out;
1082                 return root;
1083         }
1084
1085         rcu_read_lock();
1086
1087         if (reclaim) {
1088                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1089
1090                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1091                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1092
1093                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1094                         goto out_unlock;
1095
1096                 do {
1097                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1098                         /*
1099                          * A racing update may change the position and
1100                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1101                          * or retry to see the updated position.
1102                          */
1103                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1104         }
1105
1106         if (pos)
1107                 css = &pos->css;
1108
1109         for (;;) {
1110                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1111                 if (!css) {
1112                         /*
1113                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1114                          * new one might jump in right at the end of
1115                          * the hierarchy - make sure they see at least
1116                          * one group and restart from the beginning.
1117                          */
1118                         if (!prev)
1119                                 continue;
1120                         break;
1121                 }
1122
1123                 /*
1124                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1125                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1126                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1127                  */
1128                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1129
1130                 if (css == &root->css)
1131                         break;
1132
1133                 if (css_tryget(css)) {
1134                         /*
1135                          * Make sure the memcg is initialized:
1136                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1137                          * initialization against setting the flag.
1138                          */
1139                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1140                                 break;
1141
1142                         css_put(css);
1143                 }
1144
1145                 memcg = NULL;
1146         }
1147
1148         if (reclaim) {
1149                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1150                         if (memcg)
1151                                 css_get(&memcg->css);
1152                         if (pos)
1153                                 css_put(&pos->css);
1154                 }
1155
1156                 /*
1157                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1158                  * above.
1159                  */
1160                 if (pos)
1161                         css_put(&pos->css);
1162
1163                 if (!memcg)
1164                         iter->generation++;
1165                 else if (!prev)
1166                         reclaim->generation = iter->generation;
1167         }
1168
1169 out_unlock:
1170         rcu_read_unlock();
1171 out:
1172         if (prev && prev != root)
1173                 css_put(&prev->css);
1174
1175         return memcg;
1176 }
1177
1178 /**
1179  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1180  * @root: hierarchy root
1181  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1182  */
1183 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1184                            struct mem_cgroup *prev)
1185 {
1186         if (!root)
1187                 root = root_mem_cgroup;
1188         if (prev && prev != root)
1189                 css_put(&prev->css);
1190 }
1191
1192 /*
1193  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1194  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1195  * be used for reference counting.
1196  */
1197 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1198         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1199              iter != NULL;                              \
1200              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1201
1202 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1203         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1204              iter != NULL;                              \
1205              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1206
1207 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1208 {
1209         struct mem_cgroup *memcg;
1210
1211         rcu_read_lock();
1212         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1213         if (unlikely(!memcg))
1214                 goto out;
1215
1216         switch (idx) {
1217         case PGFAULT:
1218                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1219                 break;
1220         case PGMAJFAULT:
1221                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1222                 break;
1223         default:
1224                 BUG();
1225         }
1226 out:
1227         rcu_read_unlock();
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1230
1231 /**
1232  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1233  * @zone: zone of the wanted lruvec
1234  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1235  *
1236  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1237  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1238  * is disabled.
1239  */
1240 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1241                                       struct mem_cgroup *memcg)
1242 {
1243         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1244         struct lruvec *lruvec;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled()) {
1247                 lruvec = &zone->lruvec;
1248                 goto out;
1249         }
1250
1251         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1252         lruvec = &mz->lruvec;
1253 out:
1254         /*
1255          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1256          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1257          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1258          */
1259         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1260                 lruvec->zone = zone;
1261         return lruvec;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1266  * @page: the page
1267  * @zone: zone of the page
1268  *
1269  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1270  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1271  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1272  */
1273 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1274 {
1275         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1276         struct mem_cgroup *memcg;
1277         struct page_cgroup *pc;
1278         struct lruvec *lruvec;
1279
1280         if (mem_cgroup_disabled()) {
1281                 lruvec = &zone->lruvec;
1282                 goto out;
1283         }
1284
1285         pc = lookup_page_cgroup(page);
1286         memcg = pc->mem_cgroup;
1287         /*
1288          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1289          * possibly migrated - before they are charged.
1290          */
1291         if (!memcg)
1292                 memcg = root_mem_cgroup;
1293
1294         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1295         lruvec = &mz->lruvec;
1296 out:
1297         /*
1298          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1299          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1300          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1301          */
1302         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1303                 lruvec->zone = zone;
1304         return lruvec;
1305 }
1306
1307 /**
1308  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1309  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1310  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1311  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1312  *
1313  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1314  * lru list.
1315  */
1316 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1317                                 int nr_pages)
1318 {
1319         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1320         unsigned long *lru_size;
1321
1322         if (mem_cgroup_disabled())
1323                 return;
1324
1325         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1326         lru_size = mz->lru_size + lru;
1327         *lru_size += nr_pages;
1328         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1329 }
1330
1331 /*
1332  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1333  * hierarchy subtree
1334  */
1335 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1336                                   struct mem_cgroup *memcg)
1337 {
1338         if (root_memcg == memcg)
1339                 return true;
1340         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1341                 return false;
1342         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1343 }
1344
1345 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1346                                        struct mem_cgroup *memcg)
1347 {
1348         bool ret;
1349
1350         rcu_read_lock();
1351         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1352         rcu_read_unlock();
1353         return ret;
1354 }
1355
1356 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1357                         const struct mem_cgroup *memcg)
1358 {
1359         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1360         struct task_struct *p;
1361         bool ret;
1362
1363         p = find_lock_task_mm(task);
1364         if (p) {
1365                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1366                 task_unlock(p);
1367         } else {
1368                 /*
1369                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1370                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1371                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1372                  */
1373                 rcu_read_lock();
1374                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1375                 if (curr)
1376                         css_get(&curr->css);
1377                 rcu_read_unlock();
1378         }
1379         /*
1380          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1381          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1382          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1383          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1384          */
1385         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1386         css_put(&curr->css);
1387         return ret;
1388 }
1389
1390 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1391 {
1392         unsigned long inactive_ratio;
1393         unsigned long inactive;
1394         unsigned long active;
1395         unsigned long gb;
1396
1397         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1398         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1399
1400         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1401         if (gb)
1402                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1403         else
1404                 inactive_ratio = 1;
1405
1406         return inactive * inactive_ratio < active;
1407 }
1408
1409 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1410         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1411
1412 /**
1413  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1414  * @memcg: the memory cgroup
1415  *
1416  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1417  * pages.
1418  */
1419 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         unsigned long margin = 0;
1422         unsigned long count;
1423         unsigned long limit;
1424
1425         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1426         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1427         if (count < limit)
1428                 margin = limit - count;
1429
1430         if (do_swap_account) {
1431                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1432                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1433                 if (count <= limit)
1434                         margin = min(margin, limit - count);
1435         }
1436
1437         return margin;
1438 }
1439
1440 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         /* root ? */
1443         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1444                 return vm_swappiness;
1445
1446         return memcg->swappiness;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1451  *
1452  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1453  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1454  * caused by "move".
1455  */
1456 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         struct mem_cgroup *from;
1459         struct mem_cgroup *to;
1460         bool ret = false;
1461         /*
1462          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1463          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1464          */
1465         spin_lock(&mc.lock);
1466         from = mc.from;
1467         to = mc.to;
1468         if (!from)
1469                 goto unlock;
1470
1471         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1472                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1473 unlock:
1474         spin_unlock(&mc.lock);
1475         return ret;
1476 }
1477
1478 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1479 {
1480         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1481                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1482                         DEFINE_WAIT(wait);
1483                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1484                         /* moving charge context might have finished. */
1485                         if (mc.moving_task)
1486                                 schedule();
1487                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1488                         return true;
1489                 }
1490         }
1491         return false;
1492 }
1493
1494 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1495 /**
1496  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1497  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1498  * @p: Task that is going to be killed
1499  *
1500  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1501  * enabled
1502  */
1503 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1504 {
1505         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1506         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1507         struct mem_cgroup *iter;
1508         unsigned int i;
1509
1510         if (!p)
1511                 return;
1512
1513         mutex_lock(&oom_info_lock);
1514         rcu_read_lock();
1515
1516         pr_info("Task in ");
1517         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1518         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1519         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1520         pr_info("\n");
1521
1522         rcu_read_unlock();
1523
1524         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1525                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1526                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1527         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1528                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1529                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1530         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1531                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1532                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1533
1534         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1535                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1536                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1537                 pr_cont(":");
1538
1539                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1540                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1541                                 continue;
1542                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1543                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1544                 }
1545
1546                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1547                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1548                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1549
1550                 pr_cont("\n");
1551         }
1552         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1557  * 1(self count) if no children.
1558  */
1559 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1560 {
1561         int num = 0;
1562         struct mem_cgroup *iter;
1563
1564         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1565                 num++;
1566         return num;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1571  */
1572 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1573 {
1574         unsigned long limit;
1575
1576         limit = memcg->memory.limit;
1577         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1578                 unsigned long memsw_limit;
1579
1580                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1581                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1582         }
1583         return limit;
1584 }
1585
1586 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1587                                      int order)
1588 {
1589         struct mem_cgroup *iter;
1590         unsigned long chosen_points = 0;
1591         unsigned long totalpages;
1592         unsigned int points = 0;
1593         struct task_struct *chosen = NULL;
1594
1595         /*
1596          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1597          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1598          * quickly exit and free its memory.
1599          */
1600         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1601                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1602                 return;
1603         }
1604
1605         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1606         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1607         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1608                 struct css_task_iter it;
1609                 struct task_struct *task;
1610
1611                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1612                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1613                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1614                                                         false)) {
1615                         case OOM_SCAN_SELECT:
1616                                 if (chosen)
1617                                         put_task_struct(chosen);
1618                                 chosen = task;
1619                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1620                                 get_task_struct(chosen);
1621                                 /* fall through */
1622                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1623                                 continue;
1624                         case OOM_SCAN_ABORT:
1625                                 css_task_iter_end(&it);
1626                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1627                                 if (chosen)
1628                                         put_task_struct(chosen);
1629                                 return;
1630                         case OOM_SCAN_OK:
1631                                 break;
1632                         };
1633                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1634                         if (!points || points < chosen_points)
1635                                 continue;
1636                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1637                         if (points == chosen_points &&
1638                             thread_group_leader(chosen))
1639                                 continue;
1640
1641                         if (chosen)
1642                                 put_task_struct(chosen);
1643                         chosen = task;
1644                         chosen_points = points;
1645                         get_task_struct(chosen);
1646                 }
1647                 css_task_iter_end(&it);
1648         }
1649
1650         if (!chosen)
1651                 return;
1652         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1653         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1654                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1655 }
1656
1657 /**
1658  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1659  * @memcg: the target memcg
1660  * @nid: the node ID to be checked.
1661  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1662  *
1663  * This function returns whether the specified memcg contains any
1664  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1665  * pages in the node.
1666  */
1667 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1668                 int nid, bool noswap)
1669 {
1670         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1671                 return true;
1672         if (noswap || !total_swap_pages)
1673                 return false;
1674         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1675                 return true;
1676         return false;
1677
1678 }
1679 #if MAX_NUMNODES > 1
1680
1681 /*
1682  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1683  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1684  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1685  *
1686  */
1687 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1688 {
1689         int nid;
1690         /*
1691          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1692          * pagein/pageout changes since the last update.
1693          */
1694         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1695                 return;
1696         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1697                 return;
1698
1699         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1700         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1701
1702         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1703
1704                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1705                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1706         }
1707
1708         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1709         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1714  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1715  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1716  *
1717  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1718  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1719  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1720  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1721  *
1722  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1723  */
1724 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1725 {
1726         int node;
1727
1728         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1729         node = memcg->last_scanned_node;
1730
1731         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1732         if (node == MAX_NUMNODES)
1733                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1734         /*
1735          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1736          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1737          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1738          * we use curret node.
1739          */
1740         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1741                 node = numa_node_id();
1742
1743         memcg->last_scanned_node = node;
1744         return node;
1745 }
1746
1747 /*
1748  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1749  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1750  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1751  * enough new information. We need to do double check.
1752  */
1753 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1754 {
1755         int nid;
1756
1757         /*
1758          * quick check...making use of scan_node.
1759          * We can skip unused nodes.
1760          */
1761         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1762                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1763                      nid < MAX_NUMNODES;
1764                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1765
1766                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1767                                 return true;
1768                 }
1769         }
1770         /*
1771          * Check rest of nodes.
1772          */
1773         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1774                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1775                         continue;
1776                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1777                         return true;
1778         }
1779         return false;
1780 }
1781
1782 #else
1783 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         return 0;
1786 }
1787
1788 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1789 {
1790         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1791 }
1792 #endif
1793
1794 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1795                                    struct zone *zone,
1796                                    gfp_t gfp_mask,
1797                                    unsigned long *total_scanned)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1800         int total = 0;
1801         int loop = 0;
1802         unsigned long excess;
1803         unsigned long nr_scanned;
1804         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1805                 .zone = zone,
1806                 .priority = 0,
1807         };
1808
1809         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1810
1811         while (1) {
1812                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1813                 if (!victim) {
1814                         loop++;
1815                         if (loop >= 2) {
1816                                 /*
1817                                  * If we have not been able to reclaim
1818                                  * anything, it might because there are
1819                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1820                                  */
1821                                 if (!total)
1822                                         break;
1823                                 /*
1824                                  * We want to do more targeted reclaim.
1825                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1826                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1827                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1828                                  */
1829                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1830                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1831                                         break;
1832                         }
1833                         continue;
1834                 }
1835                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1836                         continue;
1837                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1838                                                      zone, &nr_scanned);
1839                 *total_scanned += nr_scanned;
1840                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1841                         break;
1842         }
1843         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1844         return total;
1845 }
1846
1847 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1848 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1849         .name = "memcg_oom_lock",
1850 };
1851 #endif
1852
1853 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1854
1855 /*
1856  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1857  * If someone is running, return false.
1858  */
1859 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1860 {
1861         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1862
1863         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1864
1865         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1866                 if (iter->oom_lock) {
1867                         /*
1868                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1869                          * so we cannot give a lock.
1870                          */
1871                         failed = iter;
1872                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1873                         break;
1874                 } else
1875                         iter->oom_lock = true;
1876         }
1877
1878         if (failed) {
1879                 /*
1880                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1881                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1882                  */
1883                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1884                         if (iter == failed) {
1885                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1886                                 break;
1887                         }
1888                         iter->oom_lock = false;
1889                 }
1890         } else
1891                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1892
1893         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1894
1895         return !failed;
1896 }
1897
1898 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1899 {
1900         struct mem_cgroup *iter;
1901
1902         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1903         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1904         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1905                 iter->oom_lock = false;
1906         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1907 }
1908
1909 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1910 {
1911         struct mem_cgroup *iter;
1912
1913         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1914                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1915 }
1916
1917 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1918 {
1919         struct mem_cgroup *iter;
1920
1921         /*
1922          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1923          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1924          * atomic_add_unless() here.
1925          */
1926         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1927                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1928 }
1929
1930 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1931
1932 struct oom_wait_info {
1933         struct mem_cgroup *memcg;
1934         wait_queue_t    wait;
1935 };
1936
1937 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1938         unsigned mode, int sync, void *arg)
1939 {
1940         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1941         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1942         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1943
1944         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1945         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1946
1947         /*
1948          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1949          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1950          */
1951         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1952                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1953                 return 0;
1954         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1955 }
1956
1957 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1958 {
1959         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1960         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1961         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1962 }
1963
1964 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1965 {
1966         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1967                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1968 }
1969
1970 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1971 {
1972         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1973                 return;
1974         /*
1975          * We are in the middle of the charge context here, so we
1976          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1977          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1978          *
1979          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1980          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1981          * invocation might not even be necessary.
1982          *
1983          * That's why we don't do anything here except remember the
1984          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1985          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1986          * and when we know whether the fault was overall successful.
1987          */
1988         css_get(&memcg->css);
1989         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1990         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1991         current->memcg_oom.order = order;
1992 }
1993
1994 /**
1995  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1996  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1997  *
1998  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1999  * handler was enabled.
2000  *
2001  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2002  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2003  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2004  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2005  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2006  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2007  *
2008  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2009  * completed, %false otherwise.
2010  */
2011 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2012 {
2013         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2014         struct oom_wait_info owait;
2015         bool locked;
2016
2017         /* OOM is global, do not handle */
2018         if (!memcg)
2019                 return false;
2020
2021         if (!handle)
2022                 goto cleanup;
2023
2024         owait.memcg = memcg;
2025         owait.wait.flags = 0;
2026         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2027         owait.wait.private = current;
2028         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2029
2030         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2031         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2032
2033         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2034
2035         if (locked)
2036                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2037
2038         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2039                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2040                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2041                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2042                                          current->memcg_oom.order);
2043         } else {
2044                 schedule();
2045                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2046                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2047         }
2048
2049         if (locked) {
2050                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2051                 /*
2052                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2053                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2054                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2055                  */
2056                 memcg_oom_recover(memcg);
2057         }
2058 cleanup:
2059         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2060         css_put(&memcg->css);
2061         return true;
2062 }
2063
2064 /**
2065  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
2066  * @page: page that is going to change accounted state
2067  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
2068  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
2069  *
2070  * This function must mark the beginning of an accounted page state
2071  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
2072  * being moved to another memcg:
2073  *
2074  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
2075  *   if (TestClearPageState(page))
2076  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
2077  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
2078  *
2079  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
2080  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
2081  * because page moving starts with an RCU grace period.
2082  *
2083  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
2084  * state that is going to change is the only thing preventing the page
2085  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
2086  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2087  * account transaction might be complete.
2088  */
2089 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2090                                               bool *locked,
2091                                               unsigned long *flags)
2092 {
2093         struct mem_cgroup *memcg;
2094         struct page_cgroup *pc;
2095
2096         rcu_read_lock();
2097
2098         if (mem_cgroup_disabled())
2099                 return NULL;
2100
2101         pc = lookup_page_cgroup(page);
2102 again:
2103         memcg = pc->mem_cgroup;
2104         if (unlikely(!memcg))
2105                 return NULL;
2106
2107         *locked = false;
2108         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2109                 return memcg;
2110
2111         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
2112         if (memcg != pc->mem_cgroup) {
2113                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2114                 goto again;
2115         }
2116         *locked = true;
2117
2118         return memcg;
2119 }
2120
2121 /**
2122  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2123  * @memcg: the memcg that was accounted against
2124  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2125  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2126  */
2127 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool locked,
2128                               unsigned long flags)
2129 {
2130         if (memcg && locked)
2131                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2132
2133         rcu_read_unlock();
2134 }
2135
2136 /**
2137  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2138  * @memcg: memcg to account against
2139  * @idx: page state item to account
2140  * @val: number of pages (positive or negative)
2141  *
2142  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2143  */
2144 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2145                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2146 {
2147         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2148
2149         if (memcg)
2150                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2151 }
2152
2153 /*
2154  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2155  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2156  */
2157 #define CHARGE_BATCH    32U
2158 struct memcg_stock_pcp {
2159         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2160         unsigned int nr_pages;
2161         struct work_struct work;
2162         unsigned long flags;
2163 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2164 };
2165 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2166 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2167
2168 /**
2169  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2170  * @memcg: memcg to consume from.
2171  * @nr_pages: how many pages to charge.
2172  *
2173  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2174  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2175  * service an allocation will refill the stock.
2176  *
2177  * returns true if successful, false otherwise.
2178  */
2179 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2180 {
2181         struct memcg_stock_pcp *stock;
2182         bool ret = false;
2183
2184         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2185                 return ret;
2186
2187         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2188         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2189                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2190                 ret = true;
2191         }
2192         put_cpu_var(memcg_stock);
2193         return ret;
2194 }
2195
2196 /*
2197  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2198  */
2199 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2200 {
2201         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2202
2203         if (stock->nr_pages) {
2204                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2205                 if (do_swap_account)
2206                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2207                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2208                 stock->nr_pages = 0;
2209         }
2210         stock->cached = NULL;
2211 }
2212
2213 /*
2214  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2215  * a thread which is pinned to local cpu.
2216  */
2217 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2218 {
2219         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2220         drain_stock(stock);
2221         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2222 }
2223
2224 static void __init memcg_stock_init(void)
2225 {
2226         int cpu;
2227
2228         for_each_possible_cpu(cpu) {
2229                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2230                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2231                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2232         }
2233 }
2234
2235 /*
2236  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2237  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2238  */
2239 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2240 {
2241         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2242
2243         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2244                 drain_stock(stock);
2245                 stock->cached = memcg;
2246         }
2247         stock->nr_pages += nr_pages;
2248         put_cpu_var(memcg_stock);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2253  * of the hierarchy under it.
2254  */
2255 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2256 {
2257         int cpu, curcpu;
2258
2259         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2260         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2261                 return;
2262         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2263         get_online_cpus();
2264         curcpu = get_cpu();
2265         for_each_online_cpu(cpu) {
2266                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2267                 struct mem_cgroup *memcg;
2268
2269                 memcg = stock->cached;
2270                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2271                         continue;
2272                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2273                         continue;
2274                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2275                         if (cpu == curcpu)
2276                                 drain_local_stock(&stock->work);
2277                         else
2278                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2279                 }
2280         }
2281         put_cpu();
2282         put_online_cpus();
2283         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2284 }
2285
2286 /*
2287  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2288  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2289  */
2290 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2291 {
2292         int i;
2293
2294         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2295         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2296                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2297
2298                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2299                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2300         }
2301         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2302                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2303
2304                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2305                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2306         }
2307         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2308 }
2309
2310 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2311                                         unsigned long action,
2312                                         void *hcpu)
2313 {
2314         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2315         struct memcg_stock_pcp *stock;
2316         struct mem_cgroup *iter;
2317
2318         if (action == CPU_ONLINE)
2319                 return NOTIFY_OK;
2320
2321         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2322                 return NOTIFY_OK;
2323
2324         for_each_mem_cgroup(iter)
2325                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2326
2327         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2328         drain_stock(stock);
2329         return NOTIFY_OK;
2330 }
2331
2332 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2333                       unsigned int nr_pages)
2334 {
2335         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2336         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2337         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2338         struct page_counter *counter;
2339         unsigned long nr_reclaimed;
2340         bool may_swap = true;
2341         bool drained = false;
2342         int ret = 0;
2343
2344         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2345                 goto done;
2346 retry:
2347         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2348                 goto done;
2349
2350         if (!do_swap_account ||
2351             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2352                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2353                         goto done_restock;
2354                 if (do_swap_account)
2355                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2356                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2357         } else {
2358                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2359                 may_swap = false;
2360         }
2361
2362         if (batch > nr_pages) {
2363                 batch = nr_pages;
2364                 goto retry;
2365         }
2366
2367         /*
2368          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2369          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2370          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2371          * free their memory.
2372          */
2373         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2374                      fatal_signal_pending(current) ||
2375                      current->flags & PF_EXITING))
2376                 goto bypass;
2377
2378         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2379                 goto nomem;
2380
2381         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2382                 goto nomem;
2383
2384         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2385                                                     gfp_mask, may_swap);
2386
2387         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2388                 goto retry;
2389
2390         if (!drained) {
2391                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2392                 drained = true;
2393                 goto retry;
2394         }
2395
2396         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2397                 goto nomem;
2398         /*
2399          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2400          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2401          * before killing the task.
2402          *
2403          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2404          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2405          * to regular pages anyway in case of failure.
2406          */
2407         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2408                 goto retry;
2409         /*
2410          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2411          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2412          */
2413         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2414                 goto retry;
2415
2416         if (nr_retries--)
2417                 goto retry;
2418
2419         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2420                 goto bypass;
2421
2422         if (fatal_signal_pending(current))
2423                 goto bypass;
2424
2425         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2426 nomem:
2427         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2428                 return -ENOMEM;
2429 bypass:
2430         return -EINTR;
2431
2432 done_restock:
2433         css_get_many(&memcg->css, batch);
2434         if (batch > nr_pages)
2435                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2436 done:
2437         return ret;
2438 }
2439
2440 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2441 {
2442         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2443                 return;
2444
2445         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2446         if (do_swap_account)
2447                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2448
2449         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2450 }
2451
2452 /*
2453  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2454  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2455  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2456  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2457  */
2458 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2459 {
2460         /* ID 0 is unused ID */
2461         if (!id)
2462                 return NULL;
2463         return mem_cgroup_from_id(id);
2464 }
2465
2466 /*
2467  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2468  * @page: the page
2469  *
2470  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2471  *
2472  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2473  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2474  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2475  */
2476 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2477 {
2478         struct mem_cgroup *memcg;
2479         struct page_cgroup *pc;
2480         unsigned short id;
2481         swp_entry_t ent;
2482
2483         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2484
2485         pc = lookup_page_cgroup(page);
2486         memcg = pc->mem_cgroup;
2487
2488         if (memcg) {
2489                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2490                         memcg = NULL;
2491         } else if (PageSwapCache(page)) {
2492                 ent.val = page_private(page);
2493                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2494                 rcu_read_lock();
2495                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2496                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2497                         memcg = NULL;
2498                 rcu_read_unlock();
2499         }
2500         return memcg;
2501 }
2502
2503 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2504 {
2505         struct zone *zone = page_zone(page);
2506
2507         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2508         if (PageLRU(page)) {
2509                 struct lruvec *lruvec;
2510
2511                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2512                 ClearPageLRU(page);
2513                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2514                 *isolated = 1;
2515         } else
2516                 *isolated = 0;
2517 }
2518
2519 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2520 {
2521         struct zone *zone = page_zone(page);
2522
2523         if (isolated) {
2524                 struct lruvec *lruvec;
2525
2526                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2527                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2528                 SetPageLRU(page);
2529                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2530         }
2531         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2532 }
2533
2534 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2535                           bool lrucare)
2536 {
2537         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2538         int isolated;
2539
2540         VM_BUG_ON_PAGE(pc->mem_cgroup, page);
2541         /*
2542          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2543          * accessed by any other context at this point.
2544          */
2545
2546         /*
2547          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2548          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2549          */
2550         if (lrucare)
2551                 lock_page_lru(page, &isolated);
2552
2553         /*
2554          * Nobody should be changing or seriously looking at
2555          * pc->mem_cgroup at this point:
2556          *
2557          * - the page is uncharged
2558          *
2559          * - the page is off-LRU
2560          *
2561          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2562          *   a locked page table
2563          *
2564          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2565          *   have the page locked
2566          */
2567         pc->mem_cgroup = memcg;
2568
2569         if (lrucare)
2570                 unlock_page_lru(page, isolated);
2571 }
2572
2573 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2574 /*
2575  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2576  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2577  */
2578 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2579
2580 /*
2581  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2582  * in the memcg_cache_params struct.
2583  */
2584 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2585 {
2586         struct kmem_cache *cachep;
2587
2588         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2589         cachep = p->root_cache;
2590         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2591 }
2592
2593 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2594 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2595 {
2596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2597         struct memcg_cache_params *params;
2598
2599         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2600                 return -EIO;
2601
2602         print_slabinfo_header(m);
2603
2604         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2605         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2606                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2607         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2608
2609         return 0;
2610 }
2611 #endif
2612
2613 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2614                              unsigned long nr_pages)
2615 {
2616         struct page_counter *counter;
2617         int ret = 0;
2618
2619         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2620         if (ret < 0)
2621                 return ret;
2622
2623         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2624         if (ret == -EINTR)  {
2625                 /*
2626                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2627                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2628                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2629                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2630                  * perspective, the cache has already been selected, by
2631                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2632                  * our minds.
2633                  *
2634                  * This condition will only trigger if the task entered
2635                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2636                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2637                  * when the allocation triggers should have been already
2638                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2639                  */
2640                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2641                 if (do_swap_account)
2642                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2643                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2644                 ret = 0;
2645         } else if (ret)
2646                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2647
2648         return ret;
2649 }
2650
2651 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2652                                 unsigned long nr_pages)
2653 {
2654         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2655         if (do_swap_account)
2656                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2657
2658         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2659
2660         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2665  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2666  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2667  */
2668 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2669 {
2670         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2671 }
2672
2673 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2674 {
2675         int id, size;
2676         int err;
2677
2678         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2679                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2680         if (id < 0)
2681                 return id;
2682
2683         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2684                 return id;
2685
2686         /*
2687          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2688          * so we have to grow them.
2689          */
2690
2691         size = 2 * (id + 1);
2692         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2693                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2694         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2695                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2696
2697         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2698         err = memcg_update_all_caches(size);
2699         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2700
2701         if (err) {
2702                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2703                 return err;
2704         }
2705         return id;
2706 }
2707
2708 static void memcg_free_cache_id(int id)
2709 {
2710         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2711 }
2712
2713 /*
2714  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2715  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2716  * calling this.
2717  */
2718 void memcg_update_array_size(int num)
2719 {
2720         memcg_limited_groups_array_size = num;
2721 }
2722
2723 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2724                                  struct kmem_cache *root_cache)
2725 {
2726         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
2727                                                      memcg_slab_mutex */
2728         struct kmem_cache *cachep;
2729         int id;
2730
2731         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2732
2733         id = memcg_cache_id(memcg);
2734
2735         /*
2736          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
2737          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
2738          * create the same cache, but only one of them may succeed.
2739          */
2740         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
2741                 return;
2742
2743         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
2744         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
2745         /*
2746          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
2747          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
2748          * cache.
2749          */
2750         if (!cachep)
2751                 return;
2752
2753         css_get(&memcg->css);
2754         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2755
2756         /*
2757          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
2758          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
2759          * initialized.
2760          */
2761         smp_wmb();
2762
2763         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
2764         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
2765 }
2766
2767 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
2768 {
2769         struct kmem_cache *root_cache;
2770         struct mem_cgroup *memcg;
2771         int id;
2772
2773         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
2774
2775         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
2776
2777         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
2778         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
2779         id = memcg_cache_id(memcg);
2780
2781         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
2782         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
2783
2784         list_del(&cachep->memcg_params->list);
2785
2786         kmem_cache_destroy(cachep);
2787
2788         /* drop the reference taken in memcg_register_cache */
2789         css_put(&memcg->css);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
2794  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
2795  * enqueing new caches to be created.
2796  *
2797  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
2798  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
2799  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
2800  * objects during debug.
2801  *
2802  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
2803  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
2804  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
2805  * cache again, failing at the same point.
2806  *
2807  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
2808  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
2809  * inside the following two functions.
2810  */
2811 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
2812 {
2813         VM_BUG_ON(!current->mm);
2814         current->memcg_kmem_skip_account++;
2815 }
2816
2817 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
2818 {
2819         VM_BUG_ON(!current->mm);
2820         current->memcg_kmem_skip_account--;
2821 }
2822
2823 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
2824 {
2825         struct kmem_cache *c;
2826         int i, failed = 0;
2827
2828         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2829         for_each_memcg_cache_index(i) {
2830                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
2831                 if (!c)
2832                         continue;
2833
2834                 memcg_unregister_cache(c);
2835
2836                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
2837                         failed++;
2838         }
2839         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2840         return failed;
2841 }
2842
2843 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
2844 {
2845         struct kmem_cache *cachep;
2846         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
2847
2848         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2849                 return;
2850
2851         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2852         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
2853                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
2854                 kmem_cache_shrink(cachep);
2855                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
2856                         memcg_unregister_cache(cachep);
2857         }
2858         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2859 }
2860
2861 struct memcg_register_cache_work {
2862         struct mem_cgroup *memcg;
2863         struct kmem_cache *cachep;
2864         struct work_struct work;
2865 };
2866
2867 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
2868 {
2869         struct memcg_register_cache_work *cw =
2870                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
2871         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2872         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2873
2874         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2875         memcg_register_cache(memcg, cachep);
2876         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2877
2878         css_put(&memcg->css);
2879         kfree(cw);
2880 }
2881
2882 /*
2883  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2884  */
2885 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2886                                             struct kmem_cache *cachep)
2887 {
2888         struct memcg_register_cache_work *cw;
2889
2890         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2891         if (cw == NULL) {
2892                 css_put(&memcg->css);
2893                 return;
2894         }
2895
2896         cw->memcg = memcg;
2897         cw->cachep = cachep;
2898
2899         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
2900         schedule_work(&cw->work);
2901 }
2902
2903 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
2904                                           struct kmem_cache *cachep)
2905 {
2906         /*
2907          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2908          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2909          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
2910          *
2911          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2912          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2913          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2914          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2915          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2916          */
2917         memcg_stop_kmem_account();
2918         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2919         memcg_resume_kmem_account();
2920 }
2921
2922 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
2923 {
2924         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2925         int res;
2926
2927         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp, nr_pages);
2928         if (!res)
2929                 atomic_add(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2930         return res;
2931 }
2932
2933 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
2934 {
2935         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2936
2937         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, nr_pages);
2938         atomic_sub(nr_pages, &cachep->memcg_params->nr_pages);
2939 }
2940
2941 /*
2942  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2943  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2944  *
2945  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2946  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2947  * in a workqueue.
2948  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2949  * the original cache.
2950  *
2951  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2952  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2953  */
2954 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
2955                                           gfp_t gfp)
2956 {
2957         struct mem_cgroup *memcg;
2958         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2959
2960         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
2961         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
2962
2963         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
2964                 return cachep;
2965
2966         rcu_read_lock();
2967         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
2968
2969         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2970                 goto out;
2971
2972         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
2973         if (likely(memcg_cachep)) {
2974                 cachep = memcg_cachep;
2975                 goto out;
2976         }
2977
2978         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
2979         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2980                 goto out;
2981         rcu_read_unlock();
2982
2983         /*
2984          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2985          * context), we could be be predictable and return right away.
2986          * This would guarantee that the allocation being performed
2987          * already belongs in the new cache.
2988          *
2989          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2990          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2991          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2992          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2993          * defer everything.
2994          */
2995         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
2996         return cachep;
2997 out:
2998         rcu_read_unlock();
2999         return cachep;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3004  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3005  * need a further commit step to do the final arrangements.
3006  *
3007  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3008  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3009  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3010  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3011  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3012  * the compiled-out case as well.
3013  *
3014  * Returning true means the allocation is possible.
3015  */
3016 bool
3017 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3018 {
3019         struct mem_cgroup *memcg;
3020         int ret;
3021
3022         *_memcg = NULL;
3023
3024         /*
3025          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3026          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3027          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3028          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3029          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3030          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3031          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3032          * altogether.
3033          *
3034          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3035          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3036          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3037          * the SLUB allocator:
3038          *
3039          *      memcg_stop_kmem_account();
3040          *      kmalloc(<large_number>)
3041          *      memcg_resume_kmem_account();
3042          *
3043          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3044          * since it will drive us directly to this function without passing
3045          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3046          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3047          * cache arrays. We bring this test here.
3048          */
3049         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3050                 return true;
3051
3052         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3053
3054         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
3055                 css_put(&memcg->css);
3056                 return true;
3057         }
3058
3059         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
3060         if (!ret)
3061                 *_memcg = memcg;
3062
3063         css_put(&memcg->css);
3064         return (ret == 0);
3065 }
3066
3067 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3068                               int order)
3069 {
3070         struct page_cgroup *pc;
3071
3072         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3073
3074         /* The page allocation failed. Revert */
3075         if (!page) {
3076                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3077                 return;
3078         }
3079         pc = lookup_page_cgroup(page);
3080         pc->mem_cgroup = memcg;
3081 }
3082
3083 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3084 {
3085         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
3086         struct mem_cgroup *memcg = pc->mem_cgroup;
3087
3088         if (!memcg)
3089                 return;
3090
3091         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3092
3093         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
3094         pc->mem_cgroup = NULL;
3095 }
3096 #else
3097 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3098 {
3099 }
3100 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3101
3102 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3103
3104 /*
3105  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3106  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3107  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3108  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3109  */
3110 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3111 {
3112         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(head);
3113         int i;
3114
3115         if (mem_cgroup_disabled())
3116                 return;
3117
3118         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3119                 pc[i].mem_cgroup = pc[0].mem_cgroup;
3120
3121         __this_cpu_sub(pc[0].mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3122                        HPAGE_PMD_NR);
3123 }
3124 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3125
3126 /**
3127  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3128  * @page: the page
3129  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3130  * @pc: page_cgroup of the page.
3131  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3132  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3133  *
3134  * The caller must confirm following.
3135  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3136  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3137  *
3138  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3139  * from old cgroup.
3140  */
3141 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3142                                    unsigned int nr_pages,
3143                                    struct page_cgroup *pc,
3144                                    struct mem_cgroup *from,
3145                                    struct mem_cgroup *to)
3146 {
3147         unsigned long flags;
3148         int ret;
3149
3150         VM_BUG_ON(from == to);
3151         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3152         /*
3153          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3154          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3155          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3156          * hold it.
3157          */
3158         ret = -EBUSY;
3159         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3160                 goto out;
3161
3162         /*
3163          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3164          * of its source page while we change it: page migration takes
3165          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3166          */
3167         if (!trylock_page(page))
3168                 goto out;
3169
3170         ret = -EINVAL;
3171         if (pc->mem_cgroup != from)
3172                 goto out_unlock;
3173
3174         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
3175
3176         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3177                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3178                                nr_pages);
3179                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3180                                nr_pages);
3181         }
3182
3183         if (PageWriteback(page)) {
3184                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3185                                nr_pages);
3186                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3187                                nr_pages);
3188         }
3189
3190         /*
3191          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3192          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3193          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3194          */
3195
3196         /* caller should have done css_get */
3197         pc->mem_cgroup = to;
3198         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
3199
3200         ret = 0;
3201
3202         local_irq_disable();
3203         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3204         memcg_check_events(to, page);
3205         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3206         memcg_check_events(from, page);
3207         local_irq_enable();
3208 out_unlock:
3209         unlock_page(page);
3210 out:
3211         return ret;
3212 }
3213
3214 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3215 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3216                                          bool charge)
3217 {
3218         int val = (charge) ? 1 : -1;
3219         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3220 }
3221
3222 /**
3223  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3224  * @entry: swap entry to be moved
3225  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3226  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3227  *
3228  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3229  * as the mem_cgroup's id of @from.
3230  *
3231  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3232  *
3233  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3234  * both res and memsw, and called css_get().
3235  */
3236 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3237                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3238 {
3239         unsigned short old_id, new_id;
3240
3241         old_id = mem_cgroup_id(from);
3242         new_id = mem_cgroup_id(to);
3243
3244         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3245                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3246                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3247                 /*
3248                  * This function is only called from task migration context now.
3249                  * It postpones page_counter and refcount handling till the end
3250                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3251                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3252                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3253                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3254                  *
3255                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3256                  * alive, so we can just call css_get().
3257                  */
3258                 css_get(&to->css);
3259                 return 0;
3260         }
3261         return -EINVAL;
3262 }
3263 #else
3264 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3265                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3266 {
3267         return -EINVAL;
3268 }
3269 #endif
3270
3271 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3272 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3273 {
3274         struct page_cgroup *pc;
3275
3276         pc = lookup_page_cgroup(page);
3277         /*
3278          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3279          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3280          * or when mem_cgroup_disabled().
3281          */
3282         if (likely(pc) && pc->mem_cgroup)
3283                 return pc;
3284         return NULL;
3285 }
3286
3287 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3288 {
3289         if (mem_cgroup_disabled())
3290                 return false;
3291
3292         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3293 }
3294
3295 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3296 {
3297         struct page_cgroup *pc;
3298
3299         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3300         if (pc)
3301                 pr_alert("pc:%p pc->mem_cgroup:%p\n", pc, pc->mem_cgroup);
3302 }
3303 #endif
3304
3305 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
3306
3307 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3308                                    unsigned long limit)
3309 {
3310         unsigned long curusage;
3311         unsigned long oldusage;
3312         bool enlarge = false;
3313         int retry_count;
3314         int ret;
3315
3316         /*
3317          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3318          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3319          * of # of children which we should visit in this loop.
3320          */
3321         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3322                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3323
3324         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3325
3326         do {
3327                 if (signal_pending(current)) {
3328                         ret = -EINTR;
3329                         break;
3330                 }
3331
3332                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3333                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
3334                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3335                         ret = -EINVAL;
3336                         break;
3337                 }
3338                 if (limit > memcg->memory.limit)
3339                         enlarge = true;
3340                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
3341                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3342
3343                 if (!ret)
3344                         break;
3345
3346                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
3347
3348                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
3349                 /* Usage is reduced ? */
3350                 if (curusage >= oldusage)
3351                         retry_count--;
3352                 else
3353                         oldusage = curusage;
3354         } while (retry_count);
3355
3356         if (!ret && enlarge)
3357                 memcg_oom_recover(memcg);
3358
3359         return ret;
3360 }
3361
3362 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3363                                          unsigned long limit)
3364 {
3365         unsigned long curusage;
3366         unsigned long oldusage;
3367         bool enlarge = false;
3368         int retry_count;
3369         int ret;
3370
3371         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3372         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
3373                       mem_cgroup_count_children(memcg);
3374
3375         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3376
3377         do {
3378                 if (signal_pending(current)) {
3379                         ret = -EINTR;
3380                         break;
3381                 }
3382
3383                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3384                 if (limit < memcg->memory.limit) {
3385                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3386                         ret = -EINVAL;
3387                         break;
3388                 }
3389                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3390                         enlarge = true;
3391                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3392                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3393
3394                 if (!ret)
3395                         break;
3396
3397                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3398
3399                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3400                 /* Usage is reduced ? */
3401                 if (curusage >= oldusage)
3402                         retry_count--;
3403                 else
3404                         oldusage = curusage;
3405         } while (retry_count);
3406
3407         if (!ret && enlarge)
3408                 memcg_oom_recover(memcg);
3409
3410         return ret;
3411 }
3412
3413 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3414                                             gfp_t gfp_mask,
3415                                             unsigned long *total_scanned)
3416 {
3417         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3418         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3419         unsigned long reclaimed;
3420         int loop = 0;
3421         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3422         unsigned long excess;
3423         unsigned long nr_scanned;
3424
3425         if (order > 0)
3426                 return 0;
3427
3428         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3429         /*
3430          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3431          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3432          * pressure
3433          */
3434         do {
3435                 if (next_mz)
3436                         mz = next_mz;
3437                 else
3438                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3439                 if (!mz)
3440                         break;
3441
3442                 nr_scanned = 0;
3443                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3444                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3445                 nr_reclaimed += reclaimed;
3446                 *total_scanned += nr_scanned;
3447                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3448                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3449
3450                 /*
3451                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3452                  * it is time to move on to the next cgroup
3453                  */
3454                 next_mz = NULL;
3455                 if (!reclaimed)
3456                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3457
3458                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3459                 /*
3460                  * One school of thought says that we should not add
3461                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3462                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3463                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3464                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3465                  * term TODO.
3466                  */
3467                 /* If excess == 0, no tree ops */
3468                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3469                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3470                 css_put(&mz->memcg->css);
3471                 loop++;
3472                 /*
3473                  * Could not reclaim anything and there are no more
3474                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3475                  * reclaiming anything.
3476                  */
3477                 if (!nr_reclaimed &&
3478                         (next_mz == NULL ||
3479                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3480                         break;
3481         } while (!nr_reclaimed);
3482         if (next_mz)
3483                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3484         return nr_reclaimed;
3485 }
3486
3487 /*
3488  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3489  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3490  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3491  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3492  */
3493 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3494 {
3495         bool ret;
3496
3497         /*
3498          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3499          * it prevents a new child from being initialized based on this
3500          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3501          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3502          */
3503         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3504
3505         rcu_read_lock();
3506         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3507         rcu_read_unlock();
3508         return ret;
3509 }
3510
3511 /*
3512  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3513  * the rest to the parent.
3514  *
3515  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3516  */
3517 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3518 {
3519         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3520
3521         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3522         lru_add_drain_all();
3523         /* try to free all pages in this cgroup */
3524         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3525                 int progress;
3526
3527                 if (signal_pending(current))
3528                         return -EINTR;
3529
3530                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3531                                                         GFP_KERNEL, true);
3532                 if (!progress) {
3533                         nr_retries--;
3534                         /* maybe some writeback is necessary */
3535                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3536                 }
3537
3538         }
3539
3540         return 0;
3541 }
3542
3543 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3544                                             char *buf, size_t nbytes,
3545                                             loff_t off)
3546 {
3547         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3548
3549         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3550                 return -EINVAL;
3551         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3552 }
3553
3554 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3555                                      struct cftype *cft)
3556 {
3557         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3558 }
3559
3560 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3561                                       struct cftype *cft, u64 val)
3562 {
3563         int retval = 0;
3564         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3565         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3566
3567         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3568
3569         if (memcg->use_hierarchy == val)
3570                 goto out;
3571
3572         /*
3573          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3574          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3575          * occur, provided the current cgroup has no children.
3576          *
3577          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3578          * set if there are no children.
3579          */
3580         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3581                                 (val == 1 || val == 0)) {
3582                 if (!memcg_has_children(memcg))
3583                         memcg->use_hierarchy = val;
3584                 else
3585                         retval = -EBUSY;
3586         } else
3587                 retval = -EINVAL;
3588
3589 out:
3590         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3591
3592         return retval;
3593 }
3594
3595 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3596                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3597 {
3598         struct mem_cgroup *iter;
3599         long val = 0;
3600
3601         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3602         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3603                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3604
3605         if (val < 0) /* race ? */
3606                 val = 0;
3607         return val;
3608 }
3609
3610 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3611 {
3612         u64 val;
3613
3614         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3615                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3616                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3617                 if (swap)
3618                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3619         } else {
3620                 if (!swap)
3621                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3622                 else
3623                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3624         }
3625         return val << PAGE_SHIFT;
3626 }
3627
3628 enum {
3629         RES_USAGE,
3630         RES_LIMIT,
3631         RES_MAX_USAGE,
3632         RES_FAILCNT,
3633         RES_SOFT_LIMIT,
3634 };
3635
3636 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3637                                struct cftype *cft)
3638 {
3639         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3640         struct page_counter *counter;
3641
3642         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3643         case _MEM:
3644                 counter = &memcg->memory;
3645                 break;
3646         case _MEMSWAP:
3647                 counter = &memcg->memsw;
3648                 break;
3649         case _KMEM:
3650                 counter = &memcg->kmem;
3651                 break;
3652         default:
3653                 BUG();
3654         }
3655
3656         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3657         case RES_USAGE:
3658                 if (counter == &memcg->memory)
3659                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3660                 if (counter == &memcg->memsw)
3661                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3662                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3663         case RES_LIMIT:
3664                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3665         case RES_MAX_USAGE:
3666                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3667         case RES_FAILCNT:
3668                 return counter->failcnt;
3669         case RES_SOFT_LIMIT:
3670                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3671         default:
3672                 BUG();
3673         }
3674 }
3675
3676 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3677 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3678                                unsigned long nr_pages)
3679 {
3680         int err = 0;
3681         int memcg_id;
3682
3683         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3684                 return 0;
3685
3686         /*
3687          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
3688          * cgroups so let's stop accounting here.
3689          */
3690         memcg_stop_kmem_account();
3691
3692         /*
3693          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3694          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3695          * already joined.
3696          *
3697          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3698          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3699          * place, which makes the value quite meaningless.
3700          *
3701          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3702          * of course permitted.
3703          */
3704         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3705         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3706             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3707                 err = -EBUSY;
3708         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3709         if (err)
3710                 goto out;
3711
3712         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3713         if (memcg_id < 0) {
3714                 err = memcg_id;
3715                 goto out;
3716         }
3717
3718         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3719         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
3720
3721         /*
3722          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
3723          * active bit set yet, so this should succeed.
3724          */
3725         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3726         VM_BUG_ON(err);
3727
3728         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3729         /*
3730          * Setting the active bit after enabling static branching will
3731          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3732          * patched.
3733          */
3734         memcg_kmem_set_active(memcg);
3735 out:
3736         memcg_resume_kmem_account();
3737         return err;
3738 }
3739
3740 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3741                                    unsigned long limit)
3742 {
3743         int ret;
3744
3745         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3746         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3747                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3748         else
3749                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3750         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3751         return ret;
3752 }
3753
3754 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3755 {
3756         int ret = 0;
3757         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3758
3759         if (!parent)
3760                 return 0;
3761
3762         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3763         /*
3764          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3765          * after this point, because it has at least one child already.
3766          */
3767         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3768                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3769         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3770         return ret;
3771 }
3772 #else
3773 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3774                                    unsigned long limit)
3775 {
3776         return -EINVAL;
3777 }
3778 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3779
3780 /*
3781  * The user of this function is...
3782  * RES_LIMIT.
3783  */
3784 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3785                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3786 {
3787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3788         unsigned long nr_pages;
3789         int ret;
3790
3791         buf = strstrip(buf);
3792         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3793         if (ret)
3794                 return ret;
3795
3796         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3797         case RES_LIMIT:
3798                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3799                         ret = -EINVAL;
3800                         break;
3801                 }
3802                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3803                 case _MEM:
3804                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3805                         break;
3806                 case _MEMSWAP:
3807                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3808                         break;
3809                 case _KMEM:
3810                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3811                         break;
3812                 }
3813                 break;
3814         case RES_SOFT_LIMIT:
3815                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3816                 ret = 0;
3817                 break;
3818         }
3819         return ret ?: nbytes;
3820 }
3821
3822 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3823                                 size_t nbytes, loff_t off)
3824 {
3825         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3826         struct page_counter *counter;
3827
3828         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3829         case _MEM:
3830                 counter = &memcg->memory;
3831                 break;
3832         case _MEMSWAP:
3833                 counter = &memcg->memsw;
3834                 break;
3835         case _KMEM:
3836                 counter = &memcg->kmem;
3837                 break;
3838         default:
3839                 BUG();
3840         }
3841
3842         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3843         case RES_MAX_USAGE:
3844                 page_counter_reset_watermark(counter);
3845                 break;
3846         case RES_FAILCNT:
3847                 counter->failcnt = 0;
3848                 break;
3849         default:
3850                 BUG();
3851         }
3852
3853         return nbytes;
3854 }
3855
3856 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3857                                         struct cftype *cft)
3858 {
3859         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3860 }
3861
3862 #ifdef CONFIG_MMU
3863 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3864                                         struct cftype *cft, u64 val)
3865 {
3866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3867
3868         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3869                 return -EINVAL;
3870
3871         /*
3872          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3873          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3874          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3875          * affect task migrations starting after the change.
3876          */
3877         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3878         return 0;
3879 }
3880 #else
3881 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3882                                         struct cftype *cft, u64 val)
3883 {
3884         return -ENOSYS;
3885 }
3886 #endif
3887
3888 #ifdef CONFIG_NUMA
3889 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3890 {
3891         struct numa_stat {
3892                 const char *name;
3893                 unsigned int lru_mask;
3894         };
3895
3896         static const struct numa_stat stats[] = {
3897                 { "total", LRU_ALL },
3898                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3899                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3900                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3901         };
3902         const struct numa_stat *stat;
3903         int nid;
3904         unsigned long nr;
3905         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3906
3907         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3908                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3909                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3910                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3911                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3912                                                           stat->lru_mask);
3913                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3914                 }
3915                 seq_putc(m, '\n');
3916         }
3917
3918         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3919                 struct mem_cgroup *iter;
3920
3921                 nr = 0;
3922                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3923                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3924                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3925                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3926                         nr = 0;
3927                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3928                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3929                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3930                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3931                 }
3932                 seq_putc(m, '\n');
3933         }
3934
3935         return 0;
3936 }
3937 #endif /* CONFIG_NUMA */
3938
3939 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
3940 {
3941         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3942 }
3943
3944 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3945 {
3946         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3947         unsigned long memory, memsw;
3948         struct mem_cgroup *mi;
3949         unsigned int i;
3950
3951         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3952                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3953                         continue;
3954                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3955                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3956         }
3957
3958         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3959                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3960                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3961
3962         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3963                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3964                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3965
3966         /* Hierarchical information */
3967         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3968         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3969                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3970                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3971         }
3972         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3973                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3974         if (do_swap_account)
3975                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3976                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3977
3978         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3979                 long long val = 0;
3980
3981                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3982                         continue;
3983                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3984                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3985                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3986         }
3987
3988         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3989                 unsigned long long val = 0;
3990
3991                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3992                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3993                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3994                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3995         }
3996
3997         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3998                 unsigned long long val = 0;
3999
4000                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4001                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4002                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4003         }
4004
4005 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4006         {
4007                 int nid, zid;
4008                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4009                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4010                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4011                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4012
4013                 for_each_online_node(nid)
4014                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4015                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4016                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4017
4018                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4019                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4020                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4021                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4022                         }
4023                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4024                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4025                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4026                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4027         }
4028 #endif
4029
4030         return 0;
4031 }
4032
4033 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4034                                       struct cftype *cft)
4035 {
4036         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4037
4038         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4039 }
4040
4041 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4042                                        struct cftype *cft, u64 val)
4043 {
4044         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4045
4046         if (val > 100)
4047                 return -EINVAL;
4048
4049         if (css->parent)
4050                 memcg->swappiness = val;
4051         else
4052                 vm_swappiness = val;
4053
4054         return 0;
4055 }
4056
4057 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4058 {
4059         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4060         unsigned long usage;
4061         int i;
4062
4063         rcu_read_lock();
4064         if (!swap)
4065                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4066         else
4067                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4068
4069         if (!t)
4070                 goto unlock;
4071
4072         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4073
4074         /*
4075          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4076          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4077          * call of __mem_cgroup_threshold().
4078          */
4079         i = t->current_threshold;
4080
4081         /*
4082          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4083          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4084          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4085          * only one element of the array here.
4086          */
4087         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4088                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4089
4090         /* i = current_threshold + 1 */
4091         i++;
4092
4093         /*
4094          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4095          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4096          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4097          * only one element of the array here.
4098          */
4099         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4100                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4101
4102         /* Update current_threshold */
4103         t->current_threshold = i - 1;
4104 unlock:
4105         rcu_read_unlock();
4106 }
4107
4108 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4109 {
4110         while (memcg) {
4111                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4112                 if (do_swap_account)
4113                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4114
4115                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4116         }
4117 }
4118
4119 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4120 {
4121         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4122         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4123
4124         if (_a->threshold > _b->threshold)
4125                 return 1;
4126
4127         if (_a->threshold < _b->threshold)
4128                 return -1;
4129
4130         return 0;
4131 }
4132
4133 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4134 {
4135         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4136
4137         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4138
4139         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4140                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4141
4142         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4143         return 0;
4144 }
4145
4146 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4147 {
4148         struct mem_cgroup *iter;
4149
4150         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4151                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4152 }
4153
4154 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4155         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4156 {
4157         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4158         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4159         unsigned long threshold;
4160         unsigned long usage;
4161         int i, size, ret;
4162
4163         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
4164         if (ret)
4165                 return ret;
4166
4167         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4168
4169         if (type == _MEM) {
4170                 thresholds = &memcg->thresholds;
4171                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4172         } else if (type == _MEMSWAP) {
4173                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4174                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4175         } else
4176                 BUG();
4177
4178         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4179         if (thresholds->primary)
4180                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4181
4182         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4183
4184         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4185         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4186                         GFP_KERNEL);
4187         if (!new) {
4188                 ret = -ENOMEM;
4189                 goto unlock;
4190         }
4191         new->size = size;
4192
4193         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4194         if (thresholds->primary) {
4195                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4196                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4197         }
4198
4199         /* Add new threshold */
4200         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4201         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4202
4203         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4204         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4205                         compare_thresholds, NULL);
4206
4207         /* Find current threshold */
4208         new->current_threshold = -1;
4209         for (i = 0; i < size; i++) {
4210                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4211                         /*
4212                          * new->current_threshold will not be used until
4213                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4214                          * it here.
4215                          */
4216                         ++new->current_threshold;
4217                 } else
4218                         break;
4219         }
4220
4221         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4222         kfree(thresholds->spare);
4223         thresholds->spare = thresholds->primary;
4224
4225         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4226
4227         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4228         synchronize_rcu();
4229
4230 unlock:
4231         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4232
4233         return ret;
4234 }
4235
4236 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4237         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4238 {
4239         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4240 }
4241
4242 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4243         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4244 {
4245         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4246 }
4247
4248 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4249         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4250 {
4251         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4252         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4253         unsigned long usage;
4254         int i, j, size;
4255
4256         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4257
4258         if (type == _MEM) {
4259                 thresholds = &memcg->thresholds;
4260                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4261         } else if (type == _MEMSWAP) {
4262                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4263                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4264         } else
4265                 BUG();
4266
4267         if (!thresholds->primary)
4268                 goto unlock;
4269
4270         /* Check if a threshold crossed before removing */
4271         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4272
4273         /* Calculate new number of threshold */
4274         size = 0;
4275         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4276                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4277                         size++;
4278         }
4279
4280         new = thresholds->spare;
4281
4282         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4283         if (!size) {
4284                 kfree(new);
4285                 new = NULL;
4286                 goto swap_buffers;
4287         }
4288
4289         new->size = size;
4290
4291         /* Copy thresholds and find current threshold */
4292         new->current_threshold = -1;
4293         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4294                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4295                         continue;
4296
4297                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4298                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4299                         /*
4300                          * new->current_threshold will not be used
4301                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4302                          * it here.
4303                          */
4304                         ++new->current_threshold;
4305                 }
4306                 j++;
4307         }
4308
4309 swap_buffers:
4310         /* Swap primary and spare array */
4311         thresholds->spare = thresholds->primary;
4312         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4313         if (!new) {
4314                 kfree(thresholds->spare);
4315                 thresholds->spare = NULL;
4316         }
4317
4318         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4319
4320         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4321         synchronize_rcu();
4322 unlock:
4323         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4324 }
4325
4326 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4327         struct eventfd_ctx *eventfd)
4328 {
4329         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4330 }
4331
4332 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4333         struct eventfd_ctx *eventfd)
4334 {
4335         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4336 }
4337
4338 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4339         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4340 {
4341         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4342
4343         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4344         if (!event)
4345                 return -ENOMEM;
4346
4347         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4348
4349         event->eventfd = eventfd;
4350         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4351
4352         /* already in OOM ? */
4353         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4354                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4355         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4356
4357         return 0;
4358 }
4359
4360 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4361         struct eventfd_ctx *eventfd)
4362 {
4363         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4364
4365         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4366
4367         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4368                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4369                         list_del(&ev->list);
4370                         kfree(ev);
4371                 }
4372         }
4373
4374         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4375 }
4376
4377 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4378 {
4379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4380
4381         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4382         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4383         return 0;
4384 }
4385
4386 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4387         struct cftype *cft, u64 val)
4388 {
4389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4390
4391         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4392         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4393                 return -EINVAL;
4394
4395         memcg->oom_kill_disable = val;
4396         if (!val)
4397                 memcg_oom_recover(memcg);
4398
4399         return 0;
4400 }
4401
4402 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4403 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4404 {
4405         int ret;
4406
4407         memcg->kmemcg_id = -1;
4408         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4409         if (ret)
4410                 return ret;
4411
4412         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4413 }
4414
4415 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4416 {
4417         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4418 }
4419 #else
4420 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4421 {
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4426 {
4427 }
4428 #endif
4429
4430 /*
4431  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4432  *
4433  * "cgroup.event_control" implementation.
4434  *
4435  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4436  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4437  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4438  *
4439  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4440  * possible.
4441  */
4442
4443 /*
4444  * Unregister event and free resources.
4445  *
4446  * Gets called from workqueue.
4447  */
4448 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4449 {
4450         struct mem_cgroup_event *event =
4451                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4452         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4453
4454         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4455
4456         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4457
4458         /* Notify userspace the event is going away. */
4459         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4460
4461         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4462         kfree(event);
4463         css_put(&memcg->css);
4464 }
4465
4466 /*
4467  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4468  *
4469  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4470  */
4471 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4472                             int sync, void *key)
4473 {
4474         struct mem_cgroup_event *event =
4475                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4476         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4477         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4478
4479         if (flags & POLLHUP) {
4480                 /*
4481                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4482                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4483                  * for us.
4484                  *
4485                  * We can't race against event freeing since the other
4486                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4487                  * which we hold.
4488                  */
4489                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4490                 if (!list_empty(&event->list)) {
4491                         list_del_init(&event->list);
4492                         /*
4493                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4494                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4495                          */
4496                         schedule_work(&event->remove);
4497                 }
4498                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4499         }
4500
4501         return 0;
4502 }
4503
4504 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4505                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4506 {
4507         struct mem_cgroup_event *event =
4508                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4509
4510         event->wqh = wqh;
4511         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4512 }
4513
4514 /*
4515  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4516  *
4517  * Parse input and register new cgroup event handler.
4518  *
4519  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4520  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4521  */
4522 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4523                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4524 {
4525         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4526         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4527         struct mem_cgroup_event *event;
4528         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4529         unsigned int efd, cfd;
4530         struct fd efile;
4531         struct fd cfile;
4532         const char *name;
4533         char *endp;
4534         int ret;
4535
4536         buf = strstrip(buf);
4537
4538         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4539         if (*endp != ' ')
4540                 return -EINVAL;
4541         buf = endp + 1;
4542
4543         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4544         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4545                 return -EINVAL;
4546         buf = endp + 1;
4547
4548         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4549         if (!event)
4550                 return -ENOMEM;
4551
4552         event->memcg = memcg;
4553         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4554         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4555         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4556         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4557
4558         efile = fdget(efd);
4559         if (!efile.file) {
4560                 ret = -EBADF;
4561                 goto out_kfree;
4562         }
4563
4564         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4565         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4566                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4567                 goto out_put_efile;
4568         }
4569
4570         cfile = fdget(cfd);
4571         if (!cfile.file) {
4572                 ret = -EBADF;
4573                 goto out_put_eventfd;
4574         }
4575
4576         /* the process need read permission on control file */
4577         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4578         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4579         if (ret < 0)
4580                 goto out_put_cfile;
4581
4582         /*
4583          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4584          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4585          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4586          * is for compatibility anyway.
4587          *
4588          * DO NOT ADD NEW FILES.
4589          */
4590         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
4591
4592         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4593                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4594                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4595         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4596                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4597                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4598         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4599                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4600                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4601         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4602                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4603                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4604         } else {
4605                 ret = -EINVAL;
4606                 goto out_put_cfile;
4607         }
4608
4609         /*
4610          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4611          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4612          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4613          */
4614         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
4615                                                &memory_cgrp_subsys);
4616         ret = -EINVAL;
4617         if (IS_ERR(cfile_css))
4618                 goto out_put_cfile;
4619         if (cfile_css != css) {
4620                 css_put(cfile_css);
4621                 goto out_put_cfile;
4622         }
4623
4624         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4625         if (ret)
4626                 goto out_put_css;
4627
4628         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4629
4630         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4631         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4632         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4633
4634         fdput(cfile);
4635         fdput(efile);
4636
4637         return nbytes;
4638
4639 out_put_css:
4640         css_put(css);
4641 out_put_cfile:
4642         fdput(cfile);
4643 out_put_eventfd:
4644         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4645 out_put_efile:
4646         fdput(efile);
4647 out_kfree:
4648         kfree(event);
4649
4650         return ret;
4651 }
4652
4653 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4654         {
4655                 .name = "usage_in_bytes",
4656                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4657                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4658         },
4659         {
4660                 .name = "max_usage_in_bytes",
4661                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4662                 .write = mem_cgroup_reset,
4663                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4664         },
4665         {
4666                 .name = "limit_in_bytes",
4667                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4668                 .write = mem_cgroup_write,
4669                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4670         },
4671         {
4672                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4673                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4674                 .write = mem_cgroup_write,
4675                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4676         },
4677         {
4678                 .name = "failcnt",
4679                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4680                 .write = mem_cgroup_reset,
4681                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4682         },
4683         {
4684                 .name = "stat",
4685                 .seq_show = memcg_stat_show,
4686         },
4687         {
4688                 .name = "force_empty",
4689                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "use_hierarchy",
4693                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4694                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4695         },
4696         {
4697                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4698                 .write = memcg_write_event_control,
4699                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4700                 .mode = S_IWUGO,
4701         },
4702         {
4703                 .name = "swappiness",
4704                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4705                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4706         },
4707         {
4708                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4709                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4710                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4711         },
4712         {
4713                 .name = "oom_control",
4714                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4715                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4716                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4717         },
4718         {
4719                 .name = "pressure_level",
4720         },
4721 #ifdef CONFIG_NUMA
4722         {
4723                 .name = "numa_stat",
4724                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4725         },
4726 #endif
4727 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4728         {
4729                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4731                 .write = mem_cgroup_write,
4732                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4733         },
4734         {
4735                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4737                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4738         },
4739         {
4740                 .name = "kmem.failcnt",
4741                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4742                 .write = mem_cgroup_reset,
4743                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4744         },
4745         {
4746                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4747                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4748                 .write = mem_cgroup_reset,
4749                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4750         },
4751 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4752         {
4753                 .name = "kmem.slabinfo",
4754                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
4755         },
4756 #endif
4757 #endif
4758         { },    /* terminate */
4759 };
4760
4761 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4762 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4763         {
4764                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4765                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4766                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4767         },
4768         {
4769                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4770                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4771                 .write = mem_cgroup_reset,
4772                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4773         },
4774         {
4775                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4776                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4777                 .write = mem_cgroup_write,
4778                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4779         },
4780         {
4781                 .name = "memsw.failcnt",
4782                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4783                 .write = mem_cgroup_reset,
4784                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4785         },
4786         { },    /* terminate */
4787 };
4788 #endif
4789 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4790 {
4791         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4792         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4793         int zone, tmp = node;
4794         /*
4795          * This routine is called against possible nodes.
4796          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4797          *
4798          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4799          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4800          *       function.
4801          */
4802         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4803                 tmp = -1;
4804         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4805         if (!pn)
4806                 return 1;
4807
4808         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4809                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4810                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4811                 mz->usage_in_excess = 0;
4812                 mz->on_tree = false;
4813                 mz->memcg = memcg;
4814         }
4815         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4816         return 0;
4817 }
4818
4819 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4820 {
4821         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4822 }
4823
4824 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4825 {
4826         struct mem_cgroup *memcg;
4827         size_t size;
4828
4829         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4830         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4831
4832         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4833         if (!memcg)
4834                 return NULL;
4835
4836         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4837         if (!memcg->stat)
4838                 goto out_free;
4839         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4840         return memcg;
4841
4842 out_free:
4843         kfree(memcg);
4844         return NULL;
4845 }
4846
4847 /*
4848  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4849  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4850  *
4851  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4852  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4853  * it goes down to 0.
4854  *
4855  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4856  */
4857
4858 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4859 {
4860         int node;
4861
4862         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4863
4864         for_each_node(node)
4865                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4866
4867         free_percpu(memcg->stat);
4868
4869         /*
4870          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
4871          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
4872          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
4873          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
4874          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
4875          *
4876          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
4877          * to move this code around, and make sure it is outside
4878          * the cgroup_lock.
4879          */
4880         disarm_static_keys(memcg);
4881         kfree(memcg);
4882 }
4883
4884 /*
4885  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4886  */
4887 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4888 {
4889         if (!memcg->memory.parent)
4890                 return NULL;
4891         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4892 }
4893 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4894
4895 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4896 {
4897         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4898         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4899         int tmp, node, zone;
4900
4901         for_each_node(node) {
4902                 tmp = node;
4903                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4904                         tmp = -1;
4905                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4906                 BUG_ON(!rtpn);
4907
4908                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4909
4910                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4911                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4912                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4913                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4914                 }
4915         }
4916 }
4917
4918 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4919 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4920 {
4921         struct mem_cgroup *memcg;
4922         long error = -ENOMEM;
4923         int node;
4924
4925         memcg = mem_cgroup_alloc();
4926         if (!memcg)
4927                 return ERR_PTR(error);
4928
4929         for_each_node(node)
4930                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4931                         goto free_out;
4932
4933         /* root ? */
4934         if (parent_css == NULL) {
4935                 root_mem_cgroup = memcg;
4936                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4937                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4938                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4939         }
4940
4941         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4942         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4943         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4944         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4945         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4946         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4947         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4948         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4949
4950         return &memcg->css;
4951
4952 free_out:
4953         __mem_cgroup_free(memcg);
4954         return ERR_PTR(error);
4955 }
4956
4957 static int
4958 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4959 {
4960         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4961         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4962         int ret;
4963
4964         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4965                 return -ENOSPC;
4966
4967         if (!parent)
4968                 return 0;
4969
4970         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4971
4972         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4973         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4974         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4975
4976         if (parent->use_hierarchy) {
4977                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4978                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4979                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4980
4981                 /*
4982                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4983                  * core guarantees its existence.
4984                  */
4985         } else {
4986                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4987                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4988                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4989                 /*
4990                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4991                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4992                  * unfortunate state in our controller.
4993                  */
4994                 if (parent != root_mem_cgroup)
4995                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4996         }
4997         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4998
4999         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5000         if (ret)
5001                 return ret;
5002
5003         /*
5004          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
5005          * orders reading memcg->initialized against its callers
5006          * reading the memcg members.
5007          */
5008         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
5009
5010         return 0;
5011 }
5012
5013 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5014 {
5015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5016         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5017
5018         /*
5019          * Unregister events and notify userspace.
5020          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5021          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5022          */
5023         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5024         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5025                 list_del_init(&event->list);
5026                 schedule_work(&event->remove);
5027         }
5028         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5029
5030         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5031         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5032 }
5033
5034 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5035 {
5036         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5037
5038         memcg_destroy_kmem(memcg);
5039         __mem_cgroup_free(memcg);
5040 }
5041
5042 /**
5043  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5044  * @css: the target css
5045  *
5046  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5047  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5048  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5049  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5050  * made visible again.
5051  *
5052  * The current implementation only resets the essential configurations.
5053  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5054  */
5055 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5056 {
5057         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5058
5059         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5060         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5061         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
5062         memcg->soft_limit = 0;
5063 }
5064
5065 #ifdef CONFIG_MMU
5066 /* Handlers for move charge at task migration. */
5067 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5068 {
5069         int ret;
5070
5071         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5072         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5073         if (!ret) {
5074                 mc.precharge += count;
5075                 return ret;
5076         }
5077         if (ret == -EINTR) {
5078                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5079                 return ret;
5080         }
5081
5082         /* Try charges one by one with reclaim */
5083         while (count--) {
5084                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5085                 /*
5086                  * In case of failure, any residual charges against
5087                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5088                  * later on.  However, cancel any charges that are
5089                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5090                  */
5091                 if (ret == -EINTR)
5092                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5093                 if (ret)
5094                         return ret;
5095                 mc.precharge++;
5096                 cond_resched();
5097         }
5098         return 0;
5099 }
5100
5101 /**
5102  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5103  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5104  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5105  * @ptent: the pte to be checked
5106  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5107  *
5108  * Returns
5109  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5110  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5111  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5112  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5113  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5114  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5115  *     in target->ent.
5116  *
5117  * Called with pte lock held.
5118  */
5119 union mc_target {
5120         struct page     *page;
5121         swp_entry_t     ent;
5122 };
5123
5124 enum mc_target_type {
5125         MC_TARGET_NONE = 0,
5126         MC_TARGET_PAGE,
5127         MC_TARGET_SWAP,
5128 };
5129
5130 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5131                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5132 {
5133         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5134
5135         if (!page || !page_mapped(page))
5136                 return NULL;
5137         if (PageAnon(page)) {
5138                 /* we don't move shared anon */
5139                 if (!move_anon())
5140                         return NULL;
5141         } else if (!move_file())
5142                 /* we ignore mapcount for file pages */
5143                 return NULL;
5144         if (!get_page_unless_zero(page))
5145                 return NULL;
5146
5147         return page;
5148 }
5149
5150 #ifdef CONFIG_SWAP
5151 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5152                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5153 {
5154         struct page *page = NULL;
5155         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5156
5157         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5158                 return NULL;
5159         /*
5160          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5161          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5162          */
5163         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5164         if (do_swap_account)
5165                 entry->val = ent.val;
5166
5167         return page;
5168 }
5169 #else
5170 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5171                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5172 {
5173         return NULL;
5174 }
5175 #endif
5176
5177 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5178                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5179 {
5180         struct page *page = NULL;
5181         struct address_space *mapping;
5182         pgoff_t pgoff;
5183
5184         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5185                 return NULL;
5186         if (!move_file())
5187                 return NULL;
5188
5189         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5190         if (pte_none(ptent))
5191                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5192         else /* pte_file(ptent) is true */
5193                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5194
5195         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5196 #ifdef CONFIG_SWAP
5197         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5198         if (shmem_mapping(mapping)) {
5199                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5200                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5201                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5202                         if (do_swap_account)
5203                                 *entry = swp;
5204                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5205                 }
5206         } else
5207                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5208 #else
5209         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5210 #endif
5211         return page;
5212 }
5213
5214 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5215                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5216 {
5217         struct page *page = NULL;
5218         struct page_cgroup *pc;
5219         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5220         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5221
5222         if (pte_present(ptent))
5223                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5224         else if (is_swap_pte(ptent))
5225                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5226         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5227                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5228
5229         if (!page && !ent.val)
5230                 return ret;
5231         if (page) {
5232                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5233                 /*
5234                  * Do only loose check w/o serialization.
5235                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5236                  * not under LRU exclusion.
5237                  */
5238                 if (pc->mem_cgroup == mc.from) {
5239                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5240                         if (target)
5241                                 target->page = page;
5242                 }
5243                 if (!ret || !target)
5244                         put_page(page);
5245         }
5246         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5247         if (ent.val && !ret &&
5248             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5249                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5250                 if (target)
5251                         target->ent = ent;
5252         }
5253         return ret;
5254 }
5255
5256 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5257 /*
5258  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5259  * support them for now.
5260  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5261  */
5262 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5263                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5264 {
5265         struct page *page = NULL;
5266         struct page_cgroup *pc;
5267         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5268
5269         page = pmd_page(pmd);
5270         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5271         if (!move_anon())
5272                 return ret;
5273         pc = lookup_page_cgroup(page);
5274         if (pc->mem_cgroup == mc.from) {
5275                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5276                 if (target) {
5277                         get_page(page);
5278                         target->page = page;
5279                 }
5280         }
5281         return ret;
5282 }
5283 #else
5284 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5285                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5286 {
5287         return MC_TARGET_NONE;
5288 }
5289 #endif
5290
5291 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5292                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5293                                         struct mm_walk *walk)
5294 {
5295         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5296         pte_t *pte;
5297         spinlock_t *ptl;
5298
5299         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5300                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5301                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5302                 spin_unlock(ptl);
5303                 return 0;
5304         }
5305
5306         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5307                 return 0;
5308         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5309         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5310                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5311                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5312         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5313         cond_resched();
5314
5315         return 0;
5316 }
5317
5318 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5319 {
5320         unsigned long precharge;
5321         struct vm_area_struct *vma;
5322
5323         down_read(&mm->mmap_sem);
5324         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5325                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5326                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5327                         .mm = mm,
5328                         .private = vma,
5329                 };
5330                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5331                         continue;
5332                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5333                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5334         }
5335         up_read(&mm->mmap_sem);
5336
5337         precharge = mc.precharge;
5338         mc.precharge = 0;
5339
5340         return precharge;
5341 }
5342
5343 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5344 {
5345         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5346
5347         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5348         mc.moving_task = current;
5349         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5350 }
5351
5352 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5353 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5354 {
5355         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5356         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5357
5358         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5359         if (mc.precharge) {
5360                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5361                 mc.precharge = 0;
5362         }
5363         /*
5364          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5365          * we must uncharge here.
5366          */
5367         if (mc.moved_charge) {
5368                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5369                 mc.moved_charge = 0;
5370         }
5371         /* we must fixup refcnts and charges */
5372         if (mc.moved_swap) {
5373                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5374                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5375                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5376
5377                 /*
5378                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5379                  * should uncharge to->memory.
5380                  */
5381                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5382                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5383
5384                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
5385
5386                 /* we've already done css_get(mc.to) */
5387                 mc.moved_swap = 0;
5388         }
5389         memcg_oom_recover(from);
5390         memcg_oom_recover(to);
5391         wake_up_all(&mc.waitq);
5392 }
5393
5394 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5395 {
5396         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5397
5398         /*
5399          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5400          * task migration.
5401          */
5402         mc.moving_task = NULL;
5403         __mem_cgroup_clear_mc();
5404         spin_lock(&mc.lock);
5405         mc.from = NULL;
5406         mc.to = NULL;
5407         spin_unlock(&mc.lock);
5408
5409         atomic_dec(&from->moving_account);
5410 }
5411
5412 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5413                                  struct cgroup_taskset *tset)
5414 {
5415         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5416         int ret = 0;
5417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5418         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5419
5420         /*
5421          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5422          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5423          * So we need to save it, and keep it going.
5424          */
5425         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5426         if (move_charge_at_immigrate) {
5427                 struct mm_struct *mm;
5428                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5429
5430                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5431
5432                 mm = get_task_mm(p);
5433                 if (!mm)
5434                         return 0;
5435                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5436                 if (mm->owner == p) {
5437                         VM_BUG_ON(mc.from);
5438                         VM_BUG_ON(mc.to);
5439                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5440                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5441                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5442
5443                         /*
5444                          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take
5445                          * the memcg's move_lock while we're moving
5446                          * its pages to another memcg.  Then wait for
5447                          * already started RCU-only updates to finish.
5448                          */
5449                         atomic_inc(&from->moving_account);
5450                         synchronize_rcu();
5451
5452                         spin_lock(&mc.lock);
5453                         mc.from = from;
5454                         mc.to = memcg;
5455                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5456                         spin_unlock(&mc.lock);
5457                         /* We set mc.moving_task later */
5458
5459                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5460                         if (ret)
5461                                 mem_cgroup_clear_mc();
5462                 }
5463                 mmput(mm);
5464         }
5465         return ret;
5466 }
5467
5468 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5469                                      struct cgroup_taskset *tset)
5470 {
5471         if (mc.to)
5472                 mem_cgroup_clear_mc();
5473 }
5474
5475 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5476                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5477                                 struct mm_walk *walk)
5478 {
5479         int ret = 0;
5480         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5481         pte_t *pte;
5482         spinlock_t *ptl;
5483         enum mc_target_type target_type;
5484         union mc_target target;
5485         struct page *page;
5486         struct page_cgroup *pc;
5487
5488         /*
5489          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5490          * happens because:
5491          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5492          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5493          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5494          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5495          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5496          *    part of thp split is not executed yet.
5497          */
5498         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5499                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5500                         spin_unlock(ptl);
5501                         return 0;
5502                 }
5503                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5504                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5505                         page = target.page;
5506                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5507                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5508                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5509                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
5510                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5511                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5512                                 }
5513                                 putback_lru_page(page);
5514                         }
5515                         put_page(page);
5516                 }
5517                 spin_unlock(ptl);
5518                 return 0;
5519         }
5520
5521         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5522                 return 0;
5523 retry:
5524         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5525         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5526                 pte_t ptent = *(pte++);
5527                 swp_entry_t ent;
5528
5529                 if (!mc.precharge)
5530                         break;
5531
5532                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5533                 case MC_TARGET_PAGE:
5534                         page = target.page;
5535                         if (isolate_lru_page(page))
5536                                 goto put;
5537                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5538                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5539                                                      mc.from, mc.to)) {
5540                                 mc.precharge--;
5541                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5542                                 mc.moved_charge++;
5543                         }
5544                         putback_lru_page(page);
5545 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5546                         put_page(page);
5547                         break;
5548                 case MC_TARGET_SWAP:
5549                         ent = target.ent;
5550                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5551                                 mc.precharge--;
5552                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5553                                 mc.moved_swap++;
5554                         }
5555                         break;
5556                 default:
5557                         break;
5558                 }
5559         }
5560         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5561         cond_resched();
5562
5563         if (addr != end) {
5564                 /*
5565                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5566                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5567                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5568                  * phase.
5569                  */
5570                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5571                 if (!ret)
5572                         goto retry;
5573         }
5574
5575         return ret;
5576 }
5577
5578 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5579 {
5580         struct vm_area_struct *vma;
5581
5582         lru_add_drain_all();
5583 retry:
5584         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5585                 /*
5586                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5587                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5588                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5589                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5590                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5591                  */
5592                 __mem_cgroup_clear_mc();
5593                 cond_resched();
5594                 goto retry;
5595         }
5596         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5597                 int ret;
5598                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5599                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5600                         .mm = mm,
5601                         .private = vma,
5602                 };
5603                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5604                         continue;
5605                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5606                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5607                 if (ret)
5608                         /*
5609                          * means we have consumed all precharges and failed in
5610                          * doing additional charge. Just abandon here.
5611                          */
5612                         break;
5613         }
5614         up_read(&mm->mmap_sem);
5615 }
5616
5617 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5618                                  struct cgroup_taskset *tset)
5619 {
5620         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5621         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5622
5623         if (mm) {
5624                 if (mc.to)
5625                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5626                 mmput(mm);
5627         }
5628         if (mc.to)
5629                 mem_cgroup_clear_mc();
5630 }
5631 #else   /* !CONFIG_MMU */
5632 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5633                                  struct cgroup_taskset *tset)
5634 {
5635         return 0;
5636 }
5637 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5638                                      struct cgroup_taskset *tset)
5639 {
5640 }
5641 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5642                                  struct cgroup_taskset *tset)
5643 {
5644 }
5645 #endif
5646
5647 /*
5648  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5649  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5650  * attempt.
5651  */
5652 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5653 {
5654         /*
5655          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5656          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5657          * on for the root memcg is enough.
5658          */
5659         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5660                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5661 }
5662
5663 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5664         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5665         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5666         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5667         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5668         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5669         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5670         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5671         .attach = mem_cgroup_move_task,
5672         .bind = mem_cgroup_bind,
5673         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5674         .early_init = 0,
5675 };
5676
5677 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5678 static int __init enable_swap_account(char *s)
5679 {
5680         if (!strcmp(s, "1"))
5681                 really_do_swap_account = 1;
5682         else if (!strcmp(s, "0"))
5683                 really_do_swap_account = 0;
5684         return 1;
5685 }
5686 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5687
5688 static void __init memsw_file_init(void)
5689 {
5690         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5691                                           memsw_cgroup_files));
5692 }
5693
5694 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5695 {
5696         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5697                 do_swap_account = 1;
5698                 memsw_file_init();
5699         }
5700 }
5701
5702 #else
5703 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5704 {
5705 }
5706 #endif
5707
5708 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5709 /**
5710  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5711  * @page: page whose memsw charge to transfer
5712  * @entry: swap entry to move the charge to
5713  *
5714  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5715  */
5716 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5717 {
5718         struct mem_cgroup *memcg;
5719         struct page_cgroup *pc;
5720         unsigned short oldid;
5721
5722         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5723         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5724
5725         if (!do_swap_account)
5726                 return;
5727
5728         pc = lookup_page_cgroup(page);
5729         memcg = pc->mem_cgroup;
5730
5731         /* Readahead page, never charged */
5732         if (!memcg)
5733                 return;
5734
5735         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5736         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5737         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5738
5739         pc->mem_cgroup = NULL;
5740
5741         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5742                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5743
5744         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5745         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5746
5747         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5748         memcg_check_events(memcg, page);
5749 }
5750
5751 /**
5752  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5753  * @entry: swap entry to uncharge
5754  *
5755  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5756  */
5757 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5758 {
5759         struct mem_cgroup *memcg;
5760         unsigned short id;
5761
5762         if (!do_swap_account)
5763                 return;
5764
5765         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5766         rcu_read_lock();
5767         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5768         if (memcg) {
5769                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5770                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5771                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5772                 css_put(&memcg->css);
5773         }
5774         rcu_read_unlock();
5775 }
5776 #endif
5777
5778 /**
5779  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5780  * @page: page to charge
5781  * @mm: mm context of the victim
5782  * @gfp_mask: reclaim mode
5783  * @memcgp: charged memcg return
5784  *
5785  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5786  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5787  *
5788  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5789  * Otherwise, an error code is returned.
5790  *
5791  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5792  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5793  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5794  */
5795 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5796                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5797 {
5798         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5799         unsigned int nr_pages = 1;
5800         int ret = 0;
5801
5802         if (mem_cgroup_disabled())
5803                 goto out;
5804
5805         if (PageSwapCache(page)) {
5806                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
5807                 /*
5808                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5809                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5810                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5811                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5812                  * in turn serializes uncharging.
5813                  */
5814                 if (pc->mem_cgroup)
5815                         goto out;
5816         }
5817
5818         if (PageTransHuge(page)) {
5819                 nr_pages <<= compound_order(page);
5820                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5821         }
5822
5823         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5824                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5825         if (!memcg)
5826                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5827
5828         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5829
5830         css_put(&memcg->css);
5831
5832         if (ret == -EINTR) {
5833                 memcg = root_mem_cgroup;
5834                 ret = 0;
5835         }
5836 out:
5837         *memcgp = memcg;
5838         return ret;
5839 }
5840
5841 /**
5842  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5843  * @page: page to charge
5844  * @memcg: memcg to charge the page to
5845  * @lrucare: page might be on LRU already
5846  *
5847  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5848  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5849  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5850  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5851  *
5852  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5853  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5854  *
5855  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5856  */
5857 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5858                               bool lrucare)
5859 {
5860         unsigned int nr_pages = 1;
5861
5862         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5863         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5864
5865         if (mem_cgroup_disabled())
5866                 return;
5867         /*
5868          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5869          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5870          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5871          */
5872         if (!memcg)
5873                 return;
5874
5875         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5876
5877         if (PageTransHuge(page)) {
5878                 nr_pages <<= compound_order(page);
5879                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5880         }
5881
5882         local_irq_disable();
5883         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5884         memcg_check_events(memcg, page);
5885         local_irq_enable();
5886
5887         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5888                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5889                 /*
5890                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5891                  * let's not wait for it.  The page already received a
5892                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5893                  */
5894                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5895         }
5896 }
5897
5898 /**
5899  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5900  * @page: page to charge
5901  * @memcg: memcg to charge the page to
5902  *
5903  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5904  */
5905 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5906 {
5907         unsigned int nr_pages = 1;
5908
5909         if (mem_cgroup_disabled())
5910                 return;
5911         /*
5912          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5913          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5914          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5915          */
5916         if (!memcg)
5917                 return;
5918
5919         if (PageTransHuge(page)) {
5920                 nr_pages <<= compound_order(page);
5921                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5922         }
5923
5924         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5925 }
5926
5927 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5928                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5929                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5930 {
5931         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5932         unsigned long flags;
5933
5934         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5935                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5936                 if (do_swap_account)
5937                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5938                 memcg_oom_recover(memcg);
5939         }
5940
5941         local_irq_save(flags);
5942         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5943         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5944         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5945         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5946         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5947         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5948         local_irq_restore(flags);
5949
5950         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5951                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5952 }
5953
5954 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5955 {
5956         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5957         unsigned long nr_anon = 0;
5958         unsigned long nr_file = 0;
5959         unsigned long nr_huge = 0;
5960         unsigned long pgpgout = 0;
5961         struct list_head *next;
5962         struct page *page;
5963
5964         next = page_list->next;
5965         do {
5966                 unsigned int nr_pages = 1;
5967                 struct page_cgroup *pc;
5968
5969                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5970                 next = page->lru.next;
5971
5972                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5973                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5974
5975                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5976                 if (!pc->mem_cgroup)
5977                         continue;
5978
5979                 /*
5980                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5981                  * pc->mem_cgroup at this point, we have fully
5982                  * exclusive access to the page.
5983                  */
5984
5985                 if (memcg != pc->mem_cgroup) {
5986                         if (memcg) {
5987                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5988                                                nr_huge, page);
5989                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5990                         }
5991                         memcg = pc->mem_cgroup;
5992                 }
5993
5994                 if (PageTransHuge(page)) {
5995                         nr_pages <<= compound_order(page);
5996                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5997                         nr_huge += nr_pages;
5998                 }
5999
6000                 if (PageAnon(page))
6001                         nr_anon += nr_pages;
6002                 else
6003                         nr_file += nr_pages;
6004
6005                 pc->mem_cgroup = NULL;
6006
6007                 pgpgout++;
6008         } while (next != page_list);
6009
6010         if (memcg)
6011                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
6012                                nr_huge, page);
6013 }
6014
6015 /**
6016  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6017  * @page: page to uncharge
6018  *
6019  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6020  * mem_cgroup_commit_charge().
6021  */
6022 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6023 {
6024         struct page_cgroup *pc;
6025
6026         if (mem_cgroup_disabled())
6027                 return;
6028
6029         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6030         pc = lookup_page_cgroup(page);
6031         if (!pc->mem_cgroup)
6032                 return;
6033
6034         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
6035         uncharge_list(&page->lru);
6036 }
6037
6038 /**
6039  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6040  * @page_list: list of pages to uncharge
6041  *
6042  * Uncharge a list of pages previously charged with
6043  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6044  */
6045 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6046 {
6047         if (mem_cgroup_disabled())
6048                 return;
6049
6050         if (!list_empty(page_list))
6051                 uncharge_list(page_list);
6052 }
6053
6054 /**
6055  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6056  * @oldpage: currently charged page
6057  * @newpage: page to transfer the charge to
6058  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6059  *
6060  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6061  *
6062  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6063  */
6064 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6065                         bool lrucare)
6066 {
6067         struct mem_cgroup *memcg;
6068         struct page_cgroup *pc;
6069         int isolated;
6070
6071         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6072         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6073         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6074         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6075         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6076         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6077                        newpage);
6078
6079         if (mem_cgroup_disabled())
6080                 return;
6081
6082         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6083         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6084         if (pc->mem_cgroup)
6085                 return;
6086
6087         /*
6088          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
6089          * charged, and migration from compaction can happen to an
6090          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
6091          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
6092          */
6093         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6094         memcg = pc->mem_cgroup;
6095         if (!memcg)
6096                 return;
6097
6098         if (lrucare)
6099                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6100
6101         pc->mem_cgroup = NULL;
6102
6103         if (lrucare)
6104                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6105
6106         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
6107 }
6108
6109 /*
6110  * subsys_initcall() for memory controller.
6111  *
6112  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6113  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6114  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6115  * be initialized from here.
6116  */
6117 static int __init mem_cgroup_init(void)
6118 {
6119         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6120         enable_swap_cgroup();
6121         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6122         memcg_stock_init();
6123         return 0;
6124 }
6125 subsys_initcall(mem_cgroup_init);