Merge tag 'arm64-upstream' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm64...
[linux-2.6-microblaze.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/swap_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
300         bool            oom_lock;
301         atomic_t        under_oom;
302         atomic_t        oom_wakeups;
303
304         int     swappiness;
305         /* OOM-Killer disable */
306         int             oom_kill_disable;
307
308         /* protect arrays of thresholds */
309         struct mutex thresholds_lock;
310
311         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
312         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
313
314         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
315         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
316
317         /* For oom notifier event fd */
318         struct list_head oom_notify;
319
320         /*
321          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
322          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
323          */
324         unsigned long move_charge_at_immigrate;
325         /*
326          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
327          */
328         atomic_t        moving_account;
329         /* taken only while moving_account > 0 */
330         spinlock_t      move_lock;
331         /*
332          * percpu counter.
333          */
334         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
335         /*
336          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
337          * See mem_cgroup_read_stat().
338          */
339         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
340         spinlock_t pcp_counter_lock;
341
342 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
343         struct cg_proto tcp_mem;
344 #endif
345 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
346         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
347         int kmemcg_id;
348 #endif
349
350         int last_scanned_node;
351 #if MAX_NUMNODES > 1
352         nodemask_t      scan_nodes;
353         atomic_t        numainfo_events;
354         atomic_t        numainfo_updating;
355 #endif
356
357         /* List of events which userspace want to receive */
358         struct list_head event_list;
359         spinlock_t event_list_lock;
360
361         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
362         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
363 };
364
365 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
366 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         return memcg->kmemcg_id >= 0;
369 }
370 #endif
371
372 /* Stuffs for move charges at task migration. */
373 /*
374  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
375  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
376  */
377 enum move_type {
378         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
379         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
380         NR_MOVE_TYPE,
381 };
382
383 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
384 static struct move_charge_struct {
385         spinlock_t        lock; /* for from, to */
386         struct mem_cgroup *from;
387         struct mem_cgroup *to;
388         unsigned long immigrate_flags;
389         unsigned long precharge;
390         unsigned long moved_charge;
391         unsigned long moved_swap;
392         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
393         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
394 } mc = {
395         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
396         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
397 };
398
399 static bool move_anon(void)
400 {
401         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
402 }
403
404 static bool move_file(void)
405 {
406         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
407 }
408
409 /*
410  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
411  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
412  */
413 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
414 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
415
416 enum charge_type {
417         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
418         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
419         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
420         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
421         NR_CHARGE_TYPE,
422 };
423
424 /* for encoding cft->private value on file */
425 enum res_type {
426         _MEM,
427         _MEMSWAP,
428         _OOM_TYPE,
429         _KMEM,
430 };
431
432 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
433 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
434 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
435 /* Used for OOM nofiier */
436 #define OOM_CONTROL             (0)
437
438 /*
439  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
440  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
441  * appearing has to hold it as well.
442  */
443 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
444
445 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
446 {
447         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
448 }
449
450 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
451 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
452 {
453         if (!memcg)
454                 memcg = root_mem_cgroup;
455         return &memcg->vmpressure;
456 }
457
458 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
459 {
460         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
461 }
462
463 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
464 {
465         return (memcg == root_mem_cgroup);
466 }
467
468 /*
469  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
470  * an unsigned short.
471  */
472 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
473
474 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
475 {
476         return memcg->css.id;
477 }
478
479 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
480 {
481         struct cgroup_subsys_state *css;
482
483         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
484         return mem_cgroup_from_css(css);
485 }
486
487 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
488 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
489
490 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
491 {
492         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
493                 struct mem_cgroup *memcg;
494                 struct cg_proto *cg_proto;
495
496                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
497
498                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
499                  * filled. It won't however, necessarily happen from
500                  * process context. So the test for root memcg given
501                  * the current task's memcg won't help us in this case.
502                  *
503                  * Respecting the original socket's memcg is a better
504                  * decision in this case.
505                  */
506                 if (sk->sk_cgrp) {
507                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
508                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
509                         return;
510                 }
511
512                 rcu_read_lock();
513                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
514                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
515                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
516                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
517                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
518                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
519                 }
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
524
525 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
526 {
527         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
528                 struct mem_cgroup *memcg;
529                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
530                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
531                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
532         }
533 }
534
535 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
536 {
537         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
538                 return NULL;
539
540         return &memcg->tcp_mem;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
543
544 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
545 {
546         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
547                 return;
548         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
549 }
550 #else
551 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
552 {
553 }
554 #endif
555
556 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
557 /*
558  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
559  * The main reason for not using cgroup id for this:
560  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
561  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
562  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
563  *  200 entry array for that.
564  *
565  * The current size of the caches array is stored in
566  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
567  * increase it.
568  */
569 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
570 int memcg_limited_groups_array_size;
571
572 /*
573  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
574  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
575  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
576  * tunable, but that is strictly not necessary.
577  *
578  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
579  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
580  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
581  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
582  * increase ours as well if it increases.
583  */
584 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
585 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
586
587 /*
588  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
589  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
590  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
591  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
592  */
593 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
594 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
595
596 static void memcg_free_cache_id(int id);
597
598 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
599 {
600         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
601                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
602                 memcg_free_cache_id(memcg->kmemcg_id);
603         }
604         /*
605          * This check can't live in kmem destruction function,
606          * since the charges will outlive the cgroup
607          */
608         WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
609 }
610 #else
611 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
612 {
613 }
614 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
615
616 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
617 {
618         disarm_sock_keys(memcg);
619         disarm_kmem_keys(memcg);
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_zone *
623 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
624 {
625         int nid = zone_to_nid(zone);
626         int zid = zone_idx(zone);
627
628         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
629 }
630
631 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         return &memcg->css;
634 }
635
636 static struct mem_cgroup_per_zone *
637 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
638 {
639         int nid = page_to_nid(page);
640         int zid = page_zonenum(page);
641
642         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
643 }
644
645 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
646 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
647 {
648         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
649 }
650
651 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
652 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
653 {
654         int nid = page_to_nid(page);
655         int zid = page_zonenum(page);
656
657         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
658 }
659
660 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
661                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
662                                          unsigned long new_usage_in_excess)
663 {
664         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
665         struct rb_node *parent = NULL;
666         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
667
668         if (mz->on_tree)
669                 return;
670
671         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
672         if (!mz->usage_in_excess)
673                 return;
674         while (*p) {
675                 parent = *p;
676                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
677                                         tree_node);
678                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
679                         p = &(*p)->rb_left;
680                 /*
681                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
682                  * limit by the same amount
683                  */
684                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
685                         p = &(*p)->rb_right;
686         }
687         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
688         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
689         mz->on_tree = true;
690 }
691
692 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
693                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
694 {
695         if (!mz->on_tree)
696                 return;
697         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
698         mz->on_tree = false;
699 }
700
701 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
702                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
703 {
704         unsigned long flags;
705
706         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
707         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
708         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
709 }
710
711 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
712 {
713         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
714         unsigned long soft_limit = ACCESS_ONCE(memcg->soft_limit);
715         unsigned long excess = 0;
716
717         if (nr_pages > soft_limit)
718                 excess = nr_pages - soft_limit;
719
720         return excess;
721 }
722
723 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
724 {
725         unsigned long excess;
726         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
727         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
728
729         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
730         /*
731          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
732          * because their event counter is not touched.
733          */
734         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
735                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
736                 excess = soft_limit_excess(memcg);
737                 /*
738                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
739                  * mem is over its softlimit.
740                  */
741                 if (excess || mz->on_tree) {
742                         unsigned long flags;
743
744                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
745                         /* if on-tree, remove it */
746                         if (mz->on_tree)
747                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
748                         /*
749                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
750                          * If excess is 0, no tree ops.
751                          */
752                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
753                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
754                 }
755         }
756 }
757
758 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
759 {
760         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
761         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
762         int nid, zid;
763
764         for_each_node(nid) {
765                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
766                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
767                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
768                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
769                 }
770         }
771 }
772
773 static struct mem_cgroup_per_zone *
774 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
775 {
776         struct rb_node *rightmost = NULL;
777         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
778
779 retry:
780         mz = NULL;
781         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
782         if (!rightmost)
783                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
784
785         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
786         /*
787          * Remove the node now but someone else can add it back,
788          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
789          * position in the tree.
790          */
791         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
792         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
793             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
794                 goto retry;
795 done:
796         return mz;
797 }
798
799 static struct mem_cgroup_per_zone *
800 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
801 {
802         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
803
804         spin_lock_irq(&mctz->lock);
805         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
806         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
807         return mz;
808 }
809
810 /*
811  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
812  *
813  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
814  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
815  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
816  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
817  *
818  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
819  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
820  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
821  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
822  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
823  *
824  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
825  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
826  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
827  * implemented.
828  */
829 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
830                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
831 {
832         long val = 0;
833         int cpu;
834
835         get_online_cpus();
836         for_each_online_cpu(cpu)
837                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
838 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
839         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
840         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
841         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
842 #endif
843         put_online_cpus();
844         return val;
845 }
846
847 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
848                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
849 {
850         unsigned long val = 0;
851         int cpu;
852
853         get_online_cpus();
854         for_each_online_cpu(cpu)
855                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
856 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
857         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
858         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
859         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
860 #endif
861         put_online_cpus();
862         return val;
863 }
864
865 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
866                                          struct page *page,
867                                          int nr_pages)
868 {
869         /*
870          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
871          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
872          */
873         if (PageAnon(page))
874                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
875                                 nr_pages);
876         else
877                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
878                                 nr_pages);
879
880         if (PageTransHuge(page))
881                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
882                                 nr_pages);
883
884         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
885         if (nr_pages > 0)
886                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
887         else {
888                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
889                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
890         }
891
892         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
893 }
894
895 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
896 {
897         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
898
899         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
900         return mz->lru_size[lru];
901 }
902
903 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
904                                                   int nid,
905                                                   unsigned int lru_mask)
906 {
907         unsigned long nr = 0;
908         int zid;
909
910         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
911
912         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
913                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
914                 enum lru_list lru;
915
916                 for_each_lru(lru) {
917                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
918                                 continue;
919                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
920                         nr += mz->lru_size[lru];
921                 }
922         }
923         return nr;
924 }
925
926 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
927                         unsigned int lru_mask)
928 {
929         unsigned long nr = 0;
930         int nid;
931
932         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
933                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
934         return nr;
935 }
936
937 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
938                                        enum mem_cgroup_events_target target)
939 {
940         unsigned long val, next;
941
942         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
943         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
944         /* from time_after() in jiffies.h */
945         if ((long)next - (long)val < 0) {
946                 switch (target) {
947                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
948                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
949                         break;
950                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
951                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
952                         break;
953                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
954                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
955                         break;
956                 default:
957                         break;
958                 }
959                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
960                 return true;
961         }
962         return false;
963 }
964
965 /*
966  * Check events in order.
967  *
968  */
969 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
970 {
971         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
972         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
973                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
974                 bool do_softlimit;
975                 bool do_numainfo __maybe_unused;
976
977                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
978                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
979 #if MAX_NUMNODES > 1
980                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
981                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
982 #endif
983                 mem_cgroup_threshold(memcg);
984                 if (unlikely(do_softlimit))
985                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
986 #if MAX_NUMNODES > 1
987                 if (unlikely(do_numainfo))
988                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
989 #endif
990         }
991 }
992
993 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
994 {
995         /*
996          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
997          * if it races with swapoff, page migration, etc.
998          * So this can be called with p == NULL.
999          */
1000         if (unlikely(!p))
1001                 return NULL;
1002
1003         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1004 }
1005
1006 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1007 {
1008         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1009
1010         rcu_read_lock();
1011         do {
1012                 /*
1013                  * Page cache insertions can happen withou an
1014                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1015                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1016                  */
1017                 if (unlikely(!mm))
1018                         memcg = root_mem_cgroup;
1019                 else {
1020                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1021                         if (unlikely(!memcg))
1022                                 memcg = root_mem_cgroup;
1023                 }
1024         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1025         rcu_read_unlock();
1026         return memcg;
1027 }
1028
1029 /**
1030  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1031  * @root: hierarchy root
1032  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1033  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1034  *
1035  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1036  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1037  *
1038  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1039  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1040  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1041  *
1042  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1043  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1044  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1045  */
1046 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1047                                    struct mem_cgroup *prev,
1048                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1049 {
1050         struct reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1051         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1052         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1053         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1054
1055         if (mem_cgroup_disabled())
1056                 return NULL;
1057
1058         if (!root)
1059                 root = root_mem_cgroup;
1060
1061         if (prev && !reclaim)
1062                 pos = prev;
1063
1064         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1065                 if (prev)
1066                         goto out;
1067                 return root;
1068         }
1069
1070         rcu_read_lock();
1071
1072         if (reclaim) {
1073                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1074
1075                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1076                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1077
1078                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1079                         goto out_unlock;
1080
1081                 do {
1082                         pos = ACCESS_ONCE(iter->position);
1083                         /*
1084                          * A racing update may change the position and
1085                          * put the last reference, hence css_tryget(),
1086                          * or retry to see the updated position.
1087                          */
1088                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
1089         }
1090
1091         if (pos)
1092                 css = &pos->css;
1093
1094         for (;;) {
1095                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1096                 if (!css) {
1097                         /*
1098                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1099                          * new one might jump in right at the end of
1100                          * the hierarchy - make sure they see at least
1101                          * one group and restart from the beginning.
1102                          */
1103                         if (!prev)
1104                                 continue;
1105                         break;
1106                 }
1107
1108                 /*
1109                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1110                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1111                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1112                  */
1113                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1114
1115                 if (css == &root->css)
1116                         break;
1117
1118                 if (css_tryget(css)) {
1119                         /*
1120                          * Make sure the memcg is initialized:
1121                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
1122                          * initialization against setting the flag.
1123                          */
1124                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
1125                                 break;
1126
1127                         css_put(css);
1128                 }
1129
1130                 memcg = NULL;
1131         }
1132
1133         if (reclaim) {
1134                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
1135                         if (memcg)
1136                                 css_get(&memcg->css);
1137                         if (pos)
1138                                 css_put(&pos->css);
1139                 }
1140
1141                 /*
1142                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
1143                  * above.
1144                  */
1145                 if (pos)
1146                         css_put(&pos->css);
1147
1148                 if (!memcg)
1149                         iter->generation++;
1150                 else if (!prev)
1151                         reclaim->generation = iter->generation;
1152         }
1153
1154 out_unlock:
1155         rcu_read_unlock();
1156 out:
1157         if (prev && prev != root)
1158                 css_put(&prev->css);
1159
1160         return memcg;
1161 }
1162
1163 /**
1164  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1165  * @root: hierarchy root
1166  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1167  */
1168 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1169                            struct mem_cgroup *prev)
1170 {
1171         if (!root)
1172                 root = root_mem_cgroup;
1173         if (prev && prev != root)
1174                 css_put(&prev->css);
1175 }
1176
1177 /*
1178  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1179  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1180  * be used for reference counting.
1181  */
1182 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1183         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1184              iter != NULL;                              \
1185              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1186
1187 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1188         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1189              iter != NULL;                              \
1190              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1191
1192 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1193 {
1194         struct mem_cgroup *memcg;
1195
1196         rcu_read_lock();
1197         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1198         if (unlikely(!memcg))
1199                 goto out;
1200
1201         switch (idx) {
1202         case PGFAULT:
1203                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1204                 break;
1205         case PGMAJFAULT:
1206                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1207                 break;
1208         default:
1209                 BUG();
1210         }
1211 out:
1212         rcu_read_unlock();
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1215
1216 /**
1217  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1218  * @zone: zone of the wanted lruvec
1219  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1220  *
1221  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1222  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1223  * is disabled.
1224  */
1225 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1226                                       struct mem_cgroup *memcg)
1227 {
1228         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1229         struct lruvec *lruvec;
1230
1231         if (mem_cgroup_disabled()) {
1232                 lruvec = &zone->lruvec;
1233                 goto out;
1234         }
1235
1236         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1237         lruvec = &mz->lruvec;
1238 out:
1239         /*
1240          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1241          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1242          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1243          */
1244         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1245                 lruvec->zone = zone;
1246         return lruvec;
1247 }
1248
1249 /**
1250  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1251  * @page: the page
1252  * @zone: zone of the page
1253  *
1254  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1255  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1256  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1257  */
1258 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1259 {
1260         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1261         struct mem_cgroup *memcg;
1262         struct lruvec *lruvec;
1263
1264         if (mem_cgroup_disabled()) {
1265                 lruvec = &zone->lruvec;
1266                 goto out;
1267         }
1268
1269         memcg = page->mem_cgroup;
1270         /*
1271          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1272          * possibly migrated - before they are charged.
1273          */
1274         if (!memcg)
1275                 memcg = root_mem_cgroup;
1276
1277         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1278         lruvec = &mz->lruvec;
1279 out:
1280         /*
1281          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1282          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1283          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1284          */
1285         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1286                 lruvec->zone = zone;
1287         return lruvec;
1288 }
1289
1290 /**
1291  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1292  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1293  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1294  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1295  *
1296  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1297  * lru list.
1298  */
1299 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1300                                 int nr_pages)
1301 {
1302         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1303         unsigned long *lru_size;
1304
1305         if (mem_cgroup_disabled())
1306                 return;
1307
1308         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1309         lru_size = mz->lru_size + lru;
1310         *lru_size += nr_pages;
1311         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1312 }
1313
1314 bool mem_cgroup_is_descendant(struct mem_cgroup *memcg, struct mem_cgroup *root)
1315 {
1316         if (root == memcg)
1317                 return true;
1318         if (!root->use_hierarchy)
1319                 return false;
1320         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root->css.cgroup);
1321 }
1322
1323 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1324 {
1325         struct mem_cgroup *task_memcg;
1326         struct task_struct *p;
1327         bool ret;
1328
1329         p = find_lock_task_mm(task);
1330         if (p) {
1331                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1332                 task_unlock(p);
1333         } else {
1334                 /*
1335                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1336                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1337                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1338                  */
1339                 rcu_read_lock();
1340                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1341                 css_get(&task_memcg->css);
1342                 rcu_read_unlock();
1343         }
1344         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1345         css_put(&task_memcg->css);
1346         return ret;
1347 }
1348
1349 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1350 {
1351         unsigned long inactive_ratio;
1352         unsigned long inactive;
1353         unsigned long active;
1354         unsigned long gb;
1355
1356         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1357         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1358
1359         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1360         if (gb)
1361                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1362         else
1363                 inactive_ratio = 1;
1364
1365         return inactive * inactive_ratio < active;
1366 }
1367
1368 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1369         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1370
1371 /**
1372  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1373  * @memcg: the memory cgroup
1374  *
1375  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1376  * pages.
1377  */
1378 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1379 {
1380         unsigned long margin = 0;
1381         unsigned long count;
1382         unsigned long limit;
1383
1384         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1385         limit = ACCESS_ONCE(memcg->memory.limit);
1386         if (count < limit)
1387                 margin = limit - count;
1388
1389         if (do_swap_account) {
1390                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1391                 limit = ACCESS_ONCE(memcg->memsw.limit);
1392                 if (count <= limit)
1393                         margin = min(margin, limit - count);
1394         }
1395
1396         return margin;
1397 }
1398
1399 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1400 {
1401         /* root ? */
1402         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1403                 return vm_swappiness;
1404
1405         return memcg->swappiness;
1406 }
1407
1408 /*
1409  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1410  *
1411  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1412  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1413  * caused by "move".
1414  */
1415 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1416 {
1417         struct mem_cgroup *from;
1418         struct mem_cgroup *to;
1419         bool ret = false;
1420         /*
1421          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1422          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1423          */
1424         spin_lock(&mc.lock);
1425         from = mc.from;
1426         to = mc.to;
1427         if (!from)
1428                 goto unlock;
1429
1430         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1431                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1432 unlock:
1433         spin_unlock(&mc.lock);
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1438 {
1439         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1440                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1441                         DEFINE_WAIT(wait);
1442                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1443                         /* moving charge context might have finished. */
1444                         if (mc.moving_task)
1445                                 schedule();
1446                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1447                         return true;
1448                 }
1449         }
1450         return false;
1451 }
1452
1453 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1454 /**
1455  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1456  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1457  * @p: Task that is going to be killed
1458  *
1459  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1460  * enabled
1461  */
1462 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1463 {
1464         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1465         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1466         struct mem_cgroup *iter;
1467         unsigned int i;
1468
1469         if (!p)
1470                 return;
1471
1472         mutex_lock(&oom_info_lock);
1473         rcu_read_lock();
1474
1475         pr_info("Task in ");
1476         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1477         pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1478         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1479         pr_cont("\n");
1480
1481         rcu_read_unlock();
1482
1483         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1484                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1485                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1486         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1487                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1488                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1489         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1490                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1491                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1492
1493         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1494                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1495                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1496                 pr_cont(":");
1497
1498                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1499                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1500                                 continue;
1501                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1502                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1503                 }
1504
1505                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1506                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1507                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1508
1509                 pr_cont("\n");
1510         }
1511         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1512 }
1513
1514 /*
1515  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1516  * 1(self count) if no children.
1517  */
1518 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1519 {
1520         int num = 0;
1521         struct mem_cgroup *iter;
1522
1523         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1524                 num++;
1525         return num;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1530  */
1531 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         unsigned long limit;
1534
1535         limit = memcg->memory.limit;
1536         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1537                 unsigned long memsw_limit;
1538
1539                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1540                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1541         }
1542         return limit;
1543 }
1544
1545 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1546                                      int order)
1547 {
1548         struct mem_cgroup *iter;
1549         unsigned long chosen_points = 0;
1550         unsigned long totalpages;
1551         unsigned int points = 0;
1552         struct task_struct *chosen = NULL;
1553
1554         /*
1555          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1556          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1557          * quickly exit and free its memory.
1558          */
1559         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1560                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1561                 return;
1562         }
1563
1564         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1565         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1566         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1567                 struct css_task_iter it;
1568                 struct task_struct *task;
1569
1570                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1571                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1572                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1573                                                         false)) {
1574                         case OOM_SCAN_SELECT:
1575                                 if (chosen)
1576                                         put_task_struct(chosen);
1577                                 chosen = task;
1578                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1579                                 get_task_struct(chosen);
1580                                 /* fall through */
1581                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1582                                 continue;
1583                         case OOM_SCAN_ABORT:
1584                                 css_task_iter_end(&it);
1585                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1586                                 if (chosen)
1587                                         put_task_struct(chosen);
1588                                 return;
1589                         case OOM_SCAN_OK:
1590                                 break;
1591                         };
1592                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1593                         if (!points || points < chosen_points)
1594                                 continue;
1595                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1596                         if (points == chosen_points &&
1597                             thread_group_leader(chosen))
1598                                 continue;
1599
1600                         if (chosen)
1601                                 put_task_struct(chosen);
1602                         chosen = task;
1603                         chosen_points = points;
1604                         get_task_struct(chosen);
1605                 }
1606                 css_task_iter_end(&it);
1607         }
1608
1609         if (!chosen)
1610                 return;
1611         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1612         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1613                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1614 }
1615
1616 #if MAX_NUMNODES > 1
1617
1618 /**
1619  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1620  * @memcg: the target memcg
1621  * @nid: the node ID to be checked.
1622  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1623  *
1624  * This function returns whether the specified memcg contains any
1625  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1626  * pages in the node.
1627  */
1628 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1629                 int nid, bool noswap)
1630 {
1631         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1632                 return true;
1633         if (noswap || !total_swap_pages)
1634                 return false;
1635         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1636                 return true;
1637         return false;
1638
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1643  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1644  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1645  *
1646  */
1647 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1648 {
1649         int nid;
1650         /*
1651          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1652          * pagein/pageout changes since the last update.
1653          */
1654         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1655                 return;
1656         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1657                 return;
1658
1659         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1660         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1661
1662         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1663
1664                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1665                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1666         }
1667
1668         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1669         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1674  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1675  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1676  *
1677  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1678  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1679  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1680  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1681  *
1682  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1683  */
1684 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1685 {
1686         int node;
1687
1688         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1689         node = memcg->last_scanned_node;
1690
1691         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1692         if (node == MAX_NUMNODES)
1693                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1694         /*
1695          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1696          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1697          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1698          * we use curret node.
1699          */
1700         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1701                 node = numa_node_id();
1702
1703         memcg->last_scanned_node = node;
1704         return node;
1705 }
1706 #else
1707 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1708 {
1709         return 0;
1710 }
1711 #endif
1712
1713 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1714                                    struct zone *zone,
1715                                    gfp_t gfp_mask,
1716                                    unsigned long *total_scanned)
1717 {
1718         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1719         int total = 0;
1720         int loop = 0;
1721         unsigned long excess;
1722         unsigned long nr_scanned;
1723         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1724                 .zone = zone,
1725                 .priority = 0,
1726         };
1727
1728         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1729
1730         while (1) {
1731                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1732                 if (!victim) {
1733                         loop++;
1734                         if (loop >= 2) {
1735                                 /*
1736                                  * If we have not been able to reclaim
1737                                  * anything, it might because there are
1738                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1739                                  */
1740                                 if (!total)
1741                                         break;
1742                                 /*
1743                                  * We want to do more targeted reclaim.
1744                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1745                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1746                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1747                                  */
1748                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1749                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1750                                         break;
1751                         }
1752                         continue;
1753                 }
1754                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1755                                                      zone, &nr_scanned);
1756                 *total_scanned += nr_scanned;
1757                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1758                         break;
1759         }
1760         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1761         return total;
1762 }
1763
1764 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1765 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1766         .name = "memcg_oom_lock",
1767 };
1768 #endif
1769
1770 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1771
1772 /*
1773  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1774  * If someone is running, return false.
1775  */
1776 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1779
1780         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1781
1782         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1783                 if (iter->oom_lock) {
1784                         /*
1785                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1786                          * so we cannot give a lock.
1787                          */
1788                         failed = iter;
1789                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1790                         break;
1791                 } else
1792                         iter->oom_lock = true;
1793         }
1794
1795         if (failed) {
1796                 /*
1797                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1798                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1799                  */
1800                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1801                         if (iter == failed) {
1802                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1803                                 break;
1804                         }
1805                         iter->oom_lock = false;
1806                 }
1807         } else
1808                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1809
1810         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1811
1812         return !failed;
1813 }
1814
1815 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1816 {
1817         struct mem_cgroup *iter;
1818
1819         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1820         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1821         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1822                 iter->oom_lock = false;
1823         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1824 }
1825
1826 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1827 {
1828         struct mem_cgroup *iter;
1829
1830         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1831                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1832 }
1833
1834 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1835 {
1836         struct mem_cgroup *iter;
1837
1838         /*
1839          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1840          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1841          * atomic_add_unless() here.
1842          */
1843         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1844                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1845 }
1846
1847 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1848
1849 struct oom_wait_info {
1850         struct mem_cgroup *memcg;
1851         wait_queue_t    wait;
1852 };
1853
1854 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1855         unsigned mode, int sync, void *arg)
1856 {
1857         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1858         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1859         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1860
1861         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1862         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1863
1864         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1865             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1866                 return 0;
1867         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1868 }
1869
1870 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1871 {
1872         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
1873         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1874         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1875 }
1876
1877 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1878 {
1879         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1880                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1881 }
1882
1883 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1884 {
1885         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1886                 return;
1887         /*
1888          * We are in the middle of the charge context here, so we
1889          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1890          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1891          *
1892          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1893          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1894          * invocation might not even be necessary.
1895          *
1896          * That's why we don't do anything here except remember the
1897          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1898          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1899          * and when we know whether the fault was overall successful.
1900          */
1901         css_get(&memcg->css);
1902         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1903         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1904         current->memcg_oom.order = order;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1909  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1910  *
1911  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1912  * handler was enabled.
1913  *
1914  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1915  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1916  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1917  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1918  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1919  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1920  *
1921  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1922  * completed, %false otherwise.
1923  */
1924 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1925 {
1926         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1927         struct oom_wait_info owait;
1928         bool locked;
1929
1930         /* OOM is global, do not handle */
1931         if (!memcg)
1932                 return false;
1933
1934         if (!handle)
1935                 goto cleanup;
1936
1937         owait.memcg = memcg;
1938         owait.wait.flags = 0;
1939         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1940         owait.wait.private = current;
1941         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1942
1943         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1944         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1945
1946         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1947
1948         if (locked)
1949                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1950
1951         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1952                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1953                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1954                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1955                                          current->memcg_oom.order);
1956         } else {
1957                 schedule();
1958                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1959                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1960         }
1961
1962         if (locked) {
1963                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1964                 /*
1965                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1966                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1967                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1968                  */
1969                 memcg_oom_recover(memcg);
1970         }
1971 cleanup:
1972         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1973         css_put(&memcg->css);
1974         return true;
1975 }
1976
1977 /**
1978  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1979  * @page: page that is going to change accounted state
1980  * @locked: &memcg->move_lock slowpath was taken
1981  * @flags: IRQ-state flags for &memcg->move_lock
1982  *
1983  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1984  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1985  * being moved to another memcg:
1986  *
1987  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page, &locked, &flags);
1988  *   if (TestClearPageState(page))
1989  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1990  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg, locked, flags);
1991  *
1992  * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast path can
1993  * get away without acquiring the memcg->move_lock (@locked is false)
1994  * because page moving starts with an RCU grace period.
1995  *
1996  * The RCU lock also protects the memcg from being freed when the page
1997  * state that is going to change is the only thing preventing the page
1998  * from being uncharged.  E.g. end-writeback clearing PageWriteback(),
1999  * which allows migration to go ahead and uncharge the page before the
2000  * account transaction might be complete.
2001  */
2002 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page,
2003                                               bool *locked,
2004                                               unsigned long *flags)
2005 {
2006         struct mem_cgroup *memcg;
2007
2008         rcu_read_lock();
2009
2010         if (mem_cgroup_disabled())
2011                 return NULL;
2012 again:
2013         memcg = page->mem_cgroup;
2014         if (unlikely(!memcg))
2015                 return NULL;
2016
2017         *locked = false;
2018         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2019                 return memcg;
2020
2021         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
2022         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2023                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2024                 goto again;
2025         }
2026         *locked = true;
2027
2028         return memcg;
2029 }
2030
2031 /**
2032  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
2033  * @memcg: the memcg that was accounted against
2034  * @locked: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2035  * @flags: value received from mem_cgroup_begin_page_stat()
2036  */
2037 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg, bool *locked,
2038                               unsigned long *flags)
2039 {
2040         if (memcg && *locked)
2041                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
2042
2043         rcu_read_unlock();
2044 }
2045
2046 /**
2047  * mem_cgroup_update_page_stat - update page state statistics
2048  * @memcg: memcg to account against
2049  * @idx: page state item to account
2050  * @val: number of pages (positive or negative)
2051  *
2052  * See mem_cgroup_begin_page_stat() for locking requirements.
2053  */
2054 void mem_cgroup_update_page_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2055                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2056 {
2057         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2058
2059         if (memcg)
2060                 this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2061 }
2062
2063 /*
2064  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2065  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2066  */
2067 #define CHARGE_BATCH    32U
2068 struct memcg_stock_pcp {
2069         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2070         unsigned int nr_pages;
2071         struct work_struct work;
2072         unsigned long flags;
2073 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2074 };
2075 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2076 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2077
2078 /**
2079  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2080  * @memcg: memcg to consume from.
2081  * @nr_pages: how many pages to charge.
2082  *
2083  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2084  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2085  * service an allocation will refill the stock.
2086  *
2087  * returns true if successful, false otherwise.
2088  */
2089 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2090 {
2091         struct memcg_stock_pcp *stock;
2092         bool ret = false;
2093
2094         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2095                 return ret;
2096
2097         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2098         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2099                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2100                 ret = true;
2101         }
2102         put_cpu_var(memcg_stock);
2103         return ret;
2104 }
2105
2106 /*
2107  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2108  */
2109 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2110 {
2111         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2112
2113         if (stock->nr_pages) {
2114                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2115                 if (do_swap_account)
2116                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2117                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2118                 stock->nr_pages = 0;
2119         }
2120         stock->cached = NULL;
2121 }
2122
2123 /*
2124  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2125  * a thread which is pinned to local cpu.
2126  */
2127 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2128 {
2129         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2130         drain_stock(stock);
2131         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2132 }
2133
2134 static void __init memcg_stock_init(void)
2135 {
2136         int cpu;
2137
2138         for_each_possible_cpu(cpu) {
2139                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2140                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2141                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2142         }
2143 }
2144
2145 /*
2146  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2147  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2148  */
2149 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2150 {
2151         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2152
2153         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2154                 drain_stock(stock);
2155                 stock->cached = memcg;
2156         }
2157         stock->nr_pages += nr_pages;
2158         put_cpu_var(memcg_stock);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2163  * of the hierarchy under it.
2164  */
2165 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2166 {
2167         int cpu, curcpu;
2168
2169         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2170         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2171                 return;
2172         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2173         get_online_cpus();
2174         curcpu = get_cpu();
2175         for_each_online_cpu(cpu) {
2176                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2177                 struct mem_cgroup *memcg;
2178
2179                 memcg = stock->cached;
2180                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2181                         continue;
2182                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2183                         continue;
2184                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2185                         if (cpu == curcpu)
2186                                 drain_local_stock(&stock->work);
2187                         else
2188                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2189                 }
2190         }
2191         put_cpu();
2192         put_online_cpus();
2193         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2198  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2199  */
2200 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2201 {
2202         int i;
2203
2204         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2205         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2206                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2207
2208                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2209                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2210         }
2211         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2212                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2213
2214                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2215                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2216         }
2217         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2218 }
2219
2220 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2221                                         unsigned long action,
2222                                         void *hcpu)
2223 {
2224         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2225         struct memcg_stock_pcp *stock;
2226         struct mem_cgroup *iter;
2227
2228         if (action == CPU_ONLINE)
2229                 return NOTIFY_OK;
2230
2231         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2232                 return NOTIFY_OK;
2233
2234         for_each_mem_cgroup(iter)
2235                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2236
2237         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2238         drain_stock(stock);
2239         return NOTIFY_OK;
2240 }
2241
2242 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2243                       unsigned int nr_pages)
2244 {
2245         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2246         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2247         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2248         struct page_counter *counter;
2249         unsigned long nr_reclaimed;
2250         bool may_swap = true;
2251         bool drained = false;
2252         int ret = 0;
2253
2254         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2255                 goto done;
2256 retry:
2257         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2258                 goto done;
2259
2260         if (!do_swap_account ||
2261             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2262                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2263                         goto done_restock;
2264                 if (do_swap_account)
2265                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2266                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2267         } else {
2268                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2269                 may_swap = false;
2270         }
2271
2272         if (batch > nr_pages) {
2273                 batch = nr_pages;
2274                 goto retry;
2275         }
2276
2277         /*
2278          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2279          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2280          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2281          * free their memory.
2282          */
2283         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2284                      fatal_signal_pending(current) ||
2285                      current->flags & PF_EXITING))
2286                 goto bypass;
2287
2288         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2289                 goto nomem;
2290
2291         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2292                 goto nomem;
2293
2294         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2295                                                     gfp_mask, may_swap);
2296
2297         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2298                 goto retry;
2299
2300         if (!drained) {
2301                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2302                 drained = true;
2303                 goto retry;
2304         }
2305
2306         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2307                 goto nomem;
2308         /*
2309          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2310          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2311          * before killing the task.
2312          *
2313          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2314          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2315          * to regular pages anyway in case of failure.
2316          */
2317         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2318                 goto retry;
2319         /*
2320          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2321          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2322          */
2323         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2324                 goto retry;
2325
2326         if (nr_retries--)
2327                 goto retry;
2328
2329         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2330                 goto bypass;
2331
2332         if (fatal_signal_pending(current))
2333                 goto bypass;
2334
2335         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2336 nomem:
2337         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2338                 return -ENOMEM;
2339 bypass:
2340         return -EINTR;
2341
2342 done_restock:
2343         css_get_many(&memcg->css, batch);
2344         if (batch > nr_pages)
2345                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2346 done:
2347         return ret;
2348 }
2349
2350 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2351 {
2352         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2353                 return;
2354
2355         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2356         if (do_swap_account)
2357                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2358
2359         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2360 }
2361
2362 /*
2363  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2364  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2365  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2366  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2367  */
2368 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2369 {
2370         /* ID 0 is unused ID */
2371         if (!id)
2372                 return NULL;
2373         return mem_cgroup_from_id(id);
2374 }
2375
2376 /*
2377  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2378  * @page: the page
2379  *
2380  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2381  *
2382  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2383  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2384  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2385  */
2386 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2387 {
2388         struct mem_cgroup *memcg;
2389         unsigned short id;
2390         swp_entry_t ent;
2391
2392         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2393
2394         memcg = page->mem_cgroup;
2395         if (memcg) {
2396                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2397                         memcg = NULL;
2398         } else if (PageSwapCache(page)) {
2399                 ent.val = page_private(page);
2400                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2401                 rcu_read_lock();
2402                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2403                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2404                         memcg = NULL;
2405                 rcu_read_unlock();
2406         }
2407         return memcg;
2408 }
2409
2410 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2411 {
2412         struct zone *zone = page_zone(page);
2413
2414         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2415         if (PageLRU(page)) {
2416                 struct lruvec *lruvec;
2417
2418                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2419                 ClearPageLRU(page);
2420                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2421                 *isolated = 1;
2422         } else
2423                 *isolated = 0;
2424 }
2425
2426 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2427 {
2428         struct zone *zone = page_zone(page);
2429
2430         if (isolated) {
2431                 struct lruvec *lruvec;
2432
2433                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2434                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2435                 SetPageLRU(page);
2436                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2437         }
2438         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2439 }
2440
2441 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2442                           bool lrucare)
2443 {
2444         int isolated;
2445
2446         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2447
2448         /*
2449          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2450          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2451          */
2452         if (lrucare)
2453                 lock_page_lru(page, &isolated);
2454
2455         /*
2456          * Nobody should be changing or seriously looking at
2457          * page->mem_cgroup at this point:
2458          *
2459          * - the page is uncharged
2460          *
2461          * - the page is off-LRU
2462          *
2463          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2464          *   a locked page table
2465          *
2466          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2467          *   have the page locked
2468          */
2469         page->mem_cgroup = memcg;
2470
2471         if (lrucare)
2472                 unlock_page_lru(page, isolated);
2473 }
2474
2475 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2476 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2477                       unsigned long nr_pages)
2478 {
2479         struct page_counter *counter;
2480         int ret = 0;
2481
2482         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2483         if (ret < 0)
2484                 return ret;
2485
2486         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2487         if (ret == -EINTR)  {
2488                 /*
2489                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2490                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2491                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2492                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2493                  * perspective, the cache has already been selected, by
2494                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2495                  * our minds.
2496                  *
2497                  * This condition will only trigger if the task entered
2498                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2499                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2500                  * when the allocation triggers should have been already
2501                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2502                  */
2503                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2504                 if (do_swap_account)
2505                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2506                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2507                 ret = 0;
2508         } else if (ret)
2509                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2510
2511         return ret;
2512 }
2513
2514 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2515 {
2516         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2517         if (do_swap_account)
2518                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2519
2520         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2521
2522         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2523 }
2524
2525 /*
2526  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2527  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2528  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2529  */
2530 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2531 {
2532         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2533 }
2534
2535 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2536 {
2537         int id, size;
2538         int err;
2539
2540         id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2541                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2542         if (id < 0)
2543                 return id;
2544
2545         if (id < memcg_limited_groups_array_size)
2546                 return id;
2547
2548         /*
2549          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2550          * so we have to grow them.
2551          */
2552
2553         size = 2 * (id + 1);
2554         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2555                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2556         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2557                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2558
2559         err = memcg_update_all_caches(size);
2560         if (err) {
2561                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2562                 return err;
2563         }
2564         return id;
2565 }
2566
2567 static void memcg_free_cache_id(int id)
2568 {
2569         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, id);
2570 }
2571
2572 /*
2573  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2574  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2575  * calling this.
2576  */
2577 void memcg_update_array_size(int num)
2578 {
2579         memcg_limited_groups_array_size = num;
2580 }
2581
2582 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2583         struct mem_cgroup *memcg;
2584         struct kmem_cache *cachep;
2585         struct work_struct work;
2586 };
2587
2588 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2589 {
2590         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2591                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2592         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2593         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2594
2595         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2596
2597         css_put(&memcg->css);
2598         kfree(cw);
2599 }
2600
2601 /*
2602  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2603  */
2604 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2605                                                struct kmem_cache *cachep)
2606 {
2607         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2608
2609         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2610         if (!cw)
2611                 return;
2612
2613         css_get(&memcg->css);
2614
2615         cw->memcg = memcg;
2616         cw->cachep = cachep;
2617         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2618
2619         schedule_work(&cw->work);
2620 }
2621
2622 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2623                                              struct kmem_cache *cachep)
2624 {
2625         /*
2626          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2627          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2628          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2629          *
2630          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2631          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2632          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2633          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2634          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2635          */
2636         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2637         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2638         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2643  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2644  *
2645  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2646  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2647  * in a workqueue.
2648  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2649  * the original cache.
2650  *
2651  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2652  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2653  */
2654 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2655 {
2656         struct mem_cgroup *memcg;
2657         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2658
2659         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
2660         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
2661
2662         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2663                 return cachep;
2664
2665         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2666         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2667                 goto out;
2668
2669         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
2670         if (likely(memcg_cachep))
2671                 return memcg_cachep;
2672
2673         /*
2674          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2675          * context), we could be be predictable and return right away.
2676          * This would guarantee that the allocation being performed
2677          * already belongs in the new cache.
2678          *
2679          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2680          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2681          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2682          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2683          * defer everything.
2684          */
2685         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2686 out:
2687         css_put(&memcg->css);
2688         return cachep;
2689 }
2690
2691 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2692 {
2693         if (!is_root_cache(cachep))
2694                 css_put(&cachep->memcg_params->memcg->css);
2695 }
2696
2697 /*
2698  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2699  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2700  * need a further commit step to do the final arrangements.
2701  *
2702  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2703  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2704  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2705  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2706  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2707  * the compiled-out case as well.
2708  *
2709  * Returning true means the allocation is possible.
2710  */
2711 bool
2712 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2713 {
2714         struct mem_cgroup *memcg;
2715         int ret;
2716
2717         *_memcg = NULL;
2718
2719         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2720
2721         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2722                 css_put(&memcg->css);
2723                 return true;
2724         }
2725
2726         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2727         if (!ret)
2728                 *_memcg = memcg;
2729
2730         css_put(&memcg->css);
2731         return (ret == 0);
2732 }
2733
2734 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2735                               int order)
2736 {
2737         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2738
2739         /* The page allocation failed. Revert */
2740         if (!page) {
2741                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2742                 return;
2743         }
2744         page->mem_cgroup = memcg;
2745 }
2746
2747 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2748 {
2749         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2750
2751         if (!memcg)
2752                 return;
2753
2754         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2755
2756         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2757         page->mem_cgroup = NULL;
2758 }
2759 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2760
2761 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2762
2763 /*
2764  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2765  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2766  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2767  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2768  */
2769 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2770 {
2771         int i;
2772
2773         if (mem_cgroup_disabled())
2774                 return;
2775
2776         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2777                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2778
2779         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2780                        HPAGE_PMD_NR);
2781 }
2782 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2783
2784 /**
2785  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2786  * @page: the page
2787  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2788  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2789  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2790  *
2791  * The caller must confirm following.
2792  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2793  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2794  *
2795  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2796  * from old cgroup.
2797  */
2798 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2799                                    unsigned int nr_pages,
2800                                    struct mem_cgroup *from,
2801                                    struct mem_cgroup *to)
2802 {
2803         unsigned long flags;
2804         int ret;
2805
2806         VM_BUG_ON(from == to);
2807         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2808         /*
2809          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2810          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2811          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2812          * hold it.
2813          */
2814         ret = -EBUSY;
2815         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2816                 goto out;
2817
2818         /*
2819          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
2820          * of its source page while we change it: page migration takes
2821          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
2822          */
2823         if (!trylock_page(page))
2824                 goto out;
2825
2826         ret = -EINVAL;
2827         if (page->mem_cgroup != from)
2828                 goto out_unlock;
2829
2830         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
2831
2832         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
2833                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
2834                                nr_pages);
2835                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
2836                                nr_pages);
2837         }
2838
2839         if (PageWriteback(page)) {
2840                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
2841                                nr_pages);
2842                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
2843                                nr_pages);
2844         }
2845
2846         /*
2847          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
2848          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
2849          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
2850          */
2851
2852         /* caller should have done css_get */
2853         page->mem_cgroup = to;
2854         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
2855
2856         ret = 0;
2857
2858         local_irq_disable();
2859         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
2860         memcg_check_events(to, page);
2861         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
2862         memcg_check_events(from, page);
2863         local_irq_enable();
2864 out_unlock:
2865         unlock_page(page);
2866 out:
2867         return ret;
2868 }
2869
2870 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2871 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2872                                          bool charge)
2873 {
2874         int val = (charge) ? 1 : -1;
2875         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2876 }
2877
2878 /**
2879  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2880  * @entry: swap entry to be moved
2881  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2882  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2883  *
2884  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2885  * as the mem_cgroup's id of @from.
2886  *
2887  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2888  *
2889  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2890  * both res and memsw, and called css_get().
2891  */
2892 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2893                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2894 {
2895         unsigned short old_id, new_id;
2896
2897         old_id = mem_cgroup_id(from);
2898         new_id = mem_cgroup_id(to);
2899
2900         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2901                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2902                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2903                 return 0;
2904         }
2905         return -EINVAL;
2906 }
2907 #else
2908 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2909                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2910 {
2911         return -EINVAL;
2912 }
2913 #endif
2914
2915 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2916
2917 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2918                                    unsigned long limit)
2919 {
2920         unsigned long curusage;
2921         unsigned long oldusage;
2922         bool enlarge = false;
2923         int retry_count;
2924         int ret;
2925
2926         /*
2927          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2928          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2929          * of # of children which we should visit in this loop.
2930          */
2931         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2932                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2933
2934         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2935
2936         do {
2937                 if (signal_pending(current)) {
2938                         ret = -EINTR;
2939                         break;
2940                 }
2941
2942                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2943                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2944                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2945                         ret = -EINVAL;
2946                         break;
2947                 }
2948                 if (limit > memcg->memory.limit)
2949                         enlarge = true;
2950                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2951                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2952
2953                 if (!ret)
2954                         break;
2955
2956                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2957
2958                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2959                 /* Usage is reduced ? */
2960                 if (curusage >= oldusage)
2961                         retry_count--;
2962                 else
2963                         oldusage = curusage;
2964         } while (retry_count);
2965
2966         if (!ret && enlarge)
2967                 memcg_oom_recover(memcg);
2968
2969         return ret;
2970 }
2971
2972 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2973                                          unsigned long limit)
2974 {
2975         unsigned long curusage;
2976         unsigned long oldusage;
2977         bool enlarge = false;
2978         int retry_count;
2979         int ret;
2980
2981         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2982         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2983                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2984
2985         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2986
2987         do {
2988                 if (signal_pending(current)) {
2989                         ret = -EINTR;
2990                         break;
2991                 }
2992
2993                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2994                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2995                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2996                         ret = -EINVAL;
2997                         break;
2998                 }
2999                 if (limit > memcg->memsw.limit)
3000                         enlarge = true;
3001                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
3002                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3003
3004                 if (!ret)
3005                         break;
3006
3007                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
3008
3009                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
3010                 /* Usage is reduced ? */
3011                 if (curusage >= oldusage)
3012                         retry_count--;
3013                 else
3014                         oldusage = curusage;
3015         } while (retry_count);
3016
3017         if (!ret && enlarge)
3018                 memcg_oom_recover(memcg);
3019
3020         return ret;
3021 }
3022
3023 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3024                                             gfp_t gfp_mask,
3025                                             unsigned long *total_scanned)
3026 {
3027         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3028         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3029         unsigned long reclaimed;
3030         int loop = 0;
3031         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3032         unsigned long excess;
3033         unsigned long nr_scanned;
3034
3035         if (order > 0)
3036                 return 0;
3037
3038         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3039         /*
3040          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3041          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3042          * pressure
3043          */
3044         do {
3045                 if (next_mz)
3046                         mz = next_mz;
3047                 else
3048                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3049                 if (!mz)
3050                         break;
3051
3052                 nr_scanned = 0;
3053                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3054                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3055                 nr_reclaimed += reclaimed;
3056                 *total_scanned += nr_scanned;
3057                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3058                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3059
3060                 /*
3061                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3062                  * it is time to move on to the next cgroup
3063                  */
3064                 next_mz = NULL;
3065                 if (!reclaimed)
3066                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3067
3068                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3069                 /*
3070                  * One school of thought says that we should not add
3071                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3072                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3073                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3074                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3075                  * term TODO.
3076                  */
3077                 /* If excess == 0, no tree ops */
3078                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3079                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3080                 css_put(&mz->memcg->css);
3081                 loop++;
3082                 /*
3083                  * Could not reclaim anything and there are no more
3084                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3085                  * reclaiming anything.
3086                  */
3087                 if (!nr_reclaimed &&
3088                         (next_mz == NULL ||
3089                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3090                         break;
3091         } while (!nr_reclaimed);
3092         if (next_mz)
3093                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3094         return nr_reclaimed;
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3099  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3100  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3101  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3102  */
3103 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3104 {
3105         bool ret;
3106
3107         /*
3108          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
3109          * it prevents a new child from being initialized based on this
3110          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
3111          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
3112          */
3113         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
3114
3115         rcu_read_lock();
3116         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3117         rcu_read_unlock();
3118         return ret;
3119 }
3120
3121 /*
3122  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
3123  * the rest to the parent.
3124  *
3125  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3126  */
3127 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3128 {
3129         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3130
3131         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3132         lru_add_drain_all();
3133         /* try to free all pages in this cgroup */
3134         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3135                 int progress;
3136
3137                 if (signal_pending(current))
3138                         return -EINTR;
3139
3140                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3141                                                         GFP_KERNEL, true);
3142                 if (!progress) {
3143                         nr_retries--;
3144                         /* maybe some writeback is necessary */
3145                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3146                 }
3147
3148         }
3149
3150         return 0;
3151 }
3152
3153 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3154                                             char *buf, size_t nbytes,
3155                                             loff_t off)
3156 {
3157         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3158
3159         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3160                 return -EINVAL;
3161         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3162 }
3163
3164 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3165                                      struct cftype *cft)
3166 {
3167         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3168 }
3169
3170 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3171                                       struct cftype *cft, u64 val)
3172 {
3173         int retval = 0;
3174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3175         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3176
3177         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3178
3179         if (memcg->use_hierarchy == val)
3180                 goto out;
3181
3182         /*
3183          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3184          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3185          * occur, provided the current cgroup has no children.
3186          *
3187          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3188          * set if there are no children.
3189          */
3190         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3191                                 (val == 1 || val == 0)) {
3192                 if (!memcg_has_children(memcg))
3193                         memcg->use_hierarchy = val;
3194                 else
3195                         retval = -EBUSY;
3196         } else
3197                 retval = -EINVAL;
3198
3199 out:
3200         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3201
3202         return retval;
3203 }
3204
3205 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3206                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3207 {
3208         struct mem_cgroup *iter;
3209         long val = 0;
3210
3211         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3212         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3213                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3214
3215         if (val < 0) /* race ? */
3216                 val = 0;
3217         return val;
3218 }
3219
3220 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3221 {
3222         u64 val;
3223
3224         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3225                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3226                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3227                 if (swap)
3228                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
3229         } else {
3230                 if (!swap)
3231                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3232                 else
3233                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3234         }
3235         return val << PAGE_SHIFT;
3236 }
3237
3238 enum {
3239         RES_USAGE,
3240         RES_LIMIT,
3241         RES_MAX_USAGE,
3242         RES_FAILCNT,
3243         RES_SOFT_LIMIT,
3244 };
3245
3246 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3247                                struct cftype *cft)
3248 {
3249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3250         struct page_counter *counter;
3251
3252         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3253         case _MEM:
3254                 counter = &memcg->memory;
3255                 break;
3256         case _MEMSWAP:
3257                 counter = &memcg->memsw;
3258                 break;
3259         case _KMEM:
3260                 counter = &memcg->kmem;
3261                 break;
3262         default:
3263                 BUG();
3264         }
3265
3266         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3267         case RES_USAGE:
3268                 if (counter == &memcg->memory)
3269                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
3270                 if (counter == &memcg->memsw)
3271                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
3272                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3273         case RES_LIMIT:
3274                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
3275         case RES_MAX_USAGE:
3276                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3277         case RES_FAILCNT:
3278                 return counter->failcnt;
3279         case RES_SOFT_LIMIT:
3280                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3281         default:
3282                 BUG();
3283         }
3284 }
3285
3286 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3287 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
3288                                unsigned long nr_pages)
3289 {
3290         int err = 0;
3291         int memcg_id;
3292
3293         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
3294                 return 0;
3295
3296         /*
3297          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
3298          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
3299          * already joined.
3300          *
3301          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
3302          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
3303          * place, which makes the value quite meaningless.
3304          *
3305          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
3306          * of course permitted.
3307          */
3308         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
3309         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
3310             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
3311                 err = -EBUSY;
3312         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
3313         if (err)
3314                 goto out;
3315
3316         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3317         if (memcg_id < 0) {
3318                 err = memcg_id;
3319                 goto out;
3320         }
3321
3322         /*
3323          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
3324          * activated yet, so this should succeed.
3325          */
3326         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
3327         VM_BUG_ON(err);
3328
3329         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3330         /*
3331          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
3332          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3333          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3334          * patched.
3335          */
3336         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3337 out:
3338         return err;
3339 }
3340
3341 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3342                                    unsigned long limit)
3343 {
3344         int ret;
3345
3346         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3347         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3348                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3349         else
3350                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3351         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3352         return ret;
3353 }
3354
3355 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3356 {
3357         int ret = 0;
3358         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3359
3360         if (!parent)
3361                 return 0;
3362
3363         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3364         /*
3365          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3366          * after this point, because it has at least one child already.
3367          */
3368         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3369                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3370         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3371         return ret;
3372 }
3373 #else
3374 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3375                                    unsigned long limit)
3376 {
3377         return -EINVAL;
3378 }
3379 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3380
3381 /*
3382  * The user of this function is...
3383  * RES_LIMIT.
3384  */
3385 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3386                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3387 {
3388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3389         unsigned long nr_pages;
3390         int ret;
3391
3392         buf = strstrip(buf);
3393         ret = page_counter_memparse(buf, &nr_pages);
3394         if (ret)
3395                 return ret;
3396
3397         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3398         case RES_LIMIT:
3399                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3400                         ret = -EINVAL;
3401                         break;
3402                 }
3403                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3404                 case _MEM:
3405                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3406                         break;
3407                 case _MEMSWAP:
3408                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3409                         break;
3410                 case _KMEM:
3411                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3412                         break;
3413                 }
3414                 break;
3415         case RES_SOFT_LIMIT:
3416                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3417                 ret = 0;
3418                 break;
3419         }
3420         return ret ?: nbytes;
3421 }
3422
3423 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3424                                 size_t nbytes, loff_t off)
3425 {
3426         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3427         struct page_counter *counter;
3428
3429         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3430         case _MEM:
3431                 counter = &memcg->memory;
3432                 break;
3433         case _MEMSWAP:
3434                 counter = &memcg->memsw;
3435                 break;
3436         case _KMEM:
3437                 counter = &memcg->kmem;
3438                 break;
3439         default:
3440                 BUG();
3441         }
3442
3443         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3444         case RES_MAX_USAGE:
3445                 page_counter_reset_watermark(counter);
3446                 break;
3447         case RES_FAILCNT:
3448                 counter->failcnt = 0;
3449                 break;
3450         default:
3451                 BUG();
3452         }
3453
3454         return nbytes;
3455 }
3456
3457 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3458                                         struct cftype *cft)
3459 {
3460         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3461 }
3462
3463 #ifdef CONFIG_MMU
3464 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3465                                         struct cftype *cft, u64 val)
3466 {
3467         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3468
3469         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3470                 return -EINVAL;
3471
3472         /*
3473          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3474          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3475          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3476          * affect task migrations starting after the change.
3477          */
3478         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3479         return 0;
3480 }
3481 #else
3482 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3483                                         struct cftype *cft, u64 val)
3484 {
3485         return -ENOSYS;
3486 }
3487 #endif
3488
3489 #ifdef CONFIG_NUMA
3490 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3491 {
3492         struct numa_stat {
3493                 const char *name;
3494                 unsigned int lru_mask;
3495         };
3496
3497         static const struct numa_stat stats[] = {
3498                 { "total", LRU_ALL },
3499                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3500                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3501                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3502         };
3503         const struct numa_stat *stat;
3504         int nid;
3505         unsigned long nr;
3506         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3507
3508         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3509                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3510                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3511                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3512                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3513                                                           stat->lru_mask);
3514                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3515                 }
3516                 seq_putc(m, '\n');
3517         }
3518
3519         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3520                 struct mem_cgroup *iter;
3521
3522                 nr = 0;
3523                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3524                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3525                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3526                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3527                         nr = 0;
3528                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3529                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3530                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3531                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3532                 }
3533                 seq_putc(m, '\n');
3534         }
3535
3536         return 0;
3537 }
3538 #endif /* CONFIG_NUMA */
3539
3540 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3541 {
3542         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3543         unsigned long memory, memsw;
3544         struct mem_cgroup *mi;
3545         unsigned int i;
3546
3547         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3548
3549         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3550                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3551                         continue;
3552                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3553                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3554         }
3555
3556         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3557                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3558                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3559
3560         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3561                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3562                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3563
3564         /* Hierarchical information */
3565         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3566         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3567                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3568                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3569         }
3570         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3571                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3572         if (do_swap_account)
3573                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3574                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3575
3576         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3577                 long long val = 0;
3578
3579                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3580                         continue;
3581                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3582                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3583                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3584         }
3585
3586         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3587                 unsigned long long val = 0;
3588
3589                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3590                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3591                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3592                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3593         }
3594
3595         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3596                 unsigned long long val = 0;
3597
3598                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3599                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3600                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3601         }
3602
3603 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3604         {
3605                 int nid, zid;
3606                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3607                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3608                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3609                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3610
3611                 for_each_online_node(nid)
3612                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3613                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3614                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3615
3616                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3617                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3618                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3619                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3620                         }
3621                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3622                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3623                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3624                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3625         }
3626 #endif
3627
3628         return 0;
3629 }
3630
3631 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3632                                       struct cftype *cft)
3633 {
3634         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3635
3636         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3637 }
3638
3639 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3640                                        struct cftype *cft, u64 val)
3641 {
3642         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3643
3644         if (val > 100)
3645                 return -EINVAL;
3646
3647         if (css->parent)
3648                 memcg->swappiness = val;
3649         else
3650                 vm_swappiness = val;
3651
3652         return 0;
3653 }
3654
3655 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3656 {
3657         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3658         unsigned long usage;
3659         int i;
3660
3661         rcu_read_lock();
3662         if (!swap)
3663                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3664         else
3665                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3666
3667         if (!t)
3668                 goto unlock;
3669
3670         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3671
3672         /*
3673          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3674          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3675          * call of __mem_cgroup_threshold().
3676          */
3677         i = t->current_threshold;
3678
3679         /*
3680          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3681          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3682          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3683          * only one element of the array here.
3684          */
3685         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3686                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3687
3688         /* i = current_threshold + 1 */
3689         i++;
3690
3691         /*
3692          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3693          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3694          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3695          * only one element of the array here.
3696          */
3697         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3698                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3699
3700         /* Update current_threshold */
3701         t->current_threshold = i - 1;
3702 unlock:
3703         rcu_read_unlock();
3704 }
3705
3706 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3707 {
3708         while (memcg) {
3709                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3710                 if (do_swap_account)
3711                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3712
3713                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3714         }
3715 }
3716
3717 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3718 {
3719         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3720         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3721
3722         if (_a->threshold > _b->threshold)
3723                 return 1;
3724
3725         if (_a->threshold < _b->threshold)
3726                 return -1;
3727
3728         return 0;
3729 }
3730
3731 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3732 {
3733         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3734
3735         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3736
3737         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3738                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3739
3740         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3741         return 0;
3742 }
3743
3744 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3745 {
3746         struct mem_cgroup *iter;
3747
3748         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3749                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3750 }
3751
3752 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3753         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3754 {
3755         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3756         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3757         unsigned long threshold;
3758         unsigned long usage;
3759         int i, size, ret;
3760
3761         ret = page_counter_memparse(args, &threshold);
3762         if (ret)
3763                 return ret;
3764
3765         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3766
3767         if (type == _MEM) {
3768                 thresholds = &memcg->thresholds;
3769                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3770         } else if (type == _MEMSWAP) {
3771                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3772                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3773         } else
3774                 BUG();
3775
3776         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3777         if (thresholds->primary)
3778                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3779
3780         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3781
3782         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3783         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3784                         GFP_KERNEL);
3785         if (!new) {
3786                 ret = -ENOMEM;
3787                 goto unlock;
3788         }
3789         new->size = size;
3790
3791         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3792         if (thresholds->primary) {
3793                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3794                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3795         }
3796
3797         /* Add new threshold */
3798         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3799         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3800
3801         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3802         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3803                         compare_thresholds, NULL);
3804
3805         /* Find current threshold */
3806         new->current_threshold = -1;
3807         for (i = 0; i < size; i++) {
3808                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3809                         /*
3810                          * new->current_threshold will not be used until
3811                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3812                          * it here.
3813                          */
3814                         ++new->current_threshold;
3815                 } else
3816                         break;
3817         }
3818
3819         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3820         kfree(thresholds->spare);
3821         thresholds->spare = thresholds->primary;
3822
3823         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3824
3825         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3826         synchronize_rcu();
3827
3828 unlock:
3829         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3830
3831         return ret;
3832 }
3833
3834 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3835         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3836 {
3837         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3838 }
3839
3840 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3841         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3842 {
3843         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3844 }
3845
3846 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3847         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3848 {
3849         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3850         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3851         unsigned long usage;
3852         int i, j, size;
3853
3854         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3855
3856         if (type == _MEM) {
3857                 thresholds = &memcg->thresholds;
3858                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3859         } else if (type == _MEMSWAP) {
3860                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3861                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3862         } else
3863                 BUG();
3864
3865         if (!thresholds->primary)
3866                 goto unlock;
3867
3868         /* Check if a threshold crossed before removing */
3869         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3870
3871         /* Calculate new number of threshold */
3872         size = 0;
3873         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3874                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3875                         size++;
3876         }
3877
3878         new = thresholds->spare;
3879
3880         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3881         if (!size) {
3882                 kfree(new);
3883                 new = NULL;
3884                 goto swap_buffers;
3885         }
3886
3887         new->size = size;
3888
3889         /* Copy thresholds and find current threshold */
3890         new->current_threshold = -1;
3891         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3892                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3893                         continue;
3894
3895                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3896                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3897                         /*
3898                          * new->current_threshold will not be used
3899                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3900                          * it here.
3901                          */
3902                         ++new->current_threshold;
3903                 }
3904                 j++;
3905         }
3906
3907 swap_buffers:
3908         /* Swap primary and spare array */
3909         thresholds->spare = thresholds->primary;
3910         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3911         if (!new) {
3912                 kfree(thresholds->spare);
3913                 thresholds->spare = NULL;
3914         }
3915
3916         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3917
3918         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3919         synchronize_rcu();
3920 unlock:
3921         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3922 }
3923
3924 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3925         struct eventfd_ctx *eventfd)
3926 {
3927         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3928 }
3929
3930 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3931         struct eventfd_ctx *eventfd)
3932 {
3933         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3934 }
3935
3936 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3937         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3938 {
3939         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3940
3941         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3942         if (!event)
3943                 return -ENOMEM;
3944
3945         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3946
3947         event->eventfd = eventfd;
3948         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3949
3950         /* already in OOM ? */
3951         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
3952                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3953         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3954
3955         return 0;
3956 }
3957
3958 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3959         struct eventfd_ctx *eventfd)
3960 {
3961         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3962
3963         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3964
3965         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3966                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3967                         list_del(&ev->list);
3968                         kfree(ev);
3969                 }
3970         }
3971
3972         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3973 }
3974
3975 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3976 {
3977         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3978
3979         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3980         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
3981         return 0;
3982 }
3983
3984 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3985         struct cftype *cft, u64 val)
3986 {
3987         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3988
3989         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3990         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3991                 return -EINVAL;
3992
3993         memcg->oom_kill_disable = val;
3994         if (!val)
3995                 memcg_oom_recover(memcg);
3996
3997         return 0;
3998 }
3999
4000 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4001 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4002 {
4003         int ret;
4004
4005         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4006         if (ret)
4007                 return ret;
4008
4009         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4010 }
4011
4012 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4013 {
4014         memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
4015         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4016 }
4017 #else
4018 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4019 {
4020         return 0;
4021 }
4022
4023 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4024 {
4025 }
4026 #endif
4027
4028 /*
4029  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4030  *
4031  * "cgroup.event_control" implementation.
4032  *
4033  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4034  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4035  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4036  *
4037  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4038  * possible.
4039  */
4040
4041 /*
4042  * Unregister event and free resources.
4043  *
4044  * Gets called from workqueue.
4045  */
4046 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4047 {
4048         struct mem_cgroup_event *event =
4049                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4050         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4051
4052         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4053
4054         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4055
4056         /* Notify userspace the event is going away. */
4057         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4058
4059         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4060         kfree(event);
4061         css_put(&memcg->css);
4062 }
4063
4064 /*
4065  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
4066  *
4067  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4068  */
4069 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
4070                             int sync, void *key)
4071 {
4072         struct mem_cgroup_event *event =
4073                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4074         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4075         unsigned long flags = (unsigned long)key;
4076
4077         if (flags & POLLHUP) {
4078                 /*
4079                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4080                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4081                  * for us.
4082                  *
4083                  * We can't race against event freeing since the other
4084                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4085                  * which we hold.
4086                  */
4087                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4088                 if (!list_empty(&event->list)) {
4089                         list_del_init(&event->list);
4090                         /*
4091                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4092                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4093                          */
4094                         schedule_work(&event->remove);
4095                 }
4096                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4097         }
4098
4099         return 0;
4100 }
4101
4102 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4103                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4104 {
4105         struct mem_cgroup_event *event =
4106                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4107
4108         event->wqh = wqh;
4109         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4110 }
4111
4112 /*
4113  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4114  *
4115  * Parse input and register new cgroup event handler.
4116  *
4117  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4118  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4119  */
4120 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4121                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4122 {
4123         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4125         struct mem_cgroup_event *event;
4126         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4127         unsigned int efd, cfd;
4128         struct fd efile;
4129         struct fd cfile;
4130         const char *name;
4131         char *endp;
4132         int ret;
4133
4134         buf = strstrip(buf);
4135
4136         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4137         if (*endp != ' ')
4138                 return -EINVAL;
4139         buf = endp + 1;
4140
4141         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4142         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4143                 return -EINVAL;
4144         buf = endp + 1;
4145
4146         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4147         if (!event)
4148                 return -ENOMEM;
4149
4150         event->memcg = memcg;
4151         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4152         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4153         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4154         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4155
4156         efile = fdget(efd);
4157         if (!efile.file) {
4158                 ret = -EBADF;
4159                 goto out_kfree;
4160         }
4161
4162         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4163         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4164                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4165                 goto out_put_efile;
4166         }
4167
4168         cfile = fdget(cfd);
4169         if (!cfile.file) {
4170                 ret = -EBADF;
4171                 goto out_put_eventfd;
4172         }
4173
4174         /* the process need read permission on control file */
4175         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4176         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4177         if (ret < 0)
4178                 goto out_put_cfile;
4179
4180         /*
4181          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4182          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4183          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4184          * is for compatibility anyway.
4185          *
4186          * DO NOT ADD NEW FILES.
4187          */
4188         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4189
4190         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4191                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4192                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4193         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4194                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4195                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4196         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4197                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4198                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4199         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4200                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4201                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4202         } else {
4203                 ret = -EINVAL;
4204                 goto out_put_cfile;
4205         }
4206
4207         /*
4208          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4209          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4210          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4211          */
4212         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4213                                                &memory_cgrp_subsys);
4214         ret = -EINVAL;
4215         if (IS_ERR(cfile_css))
4216                 goto out_put_cfile;
4217         if (cfile_css != css) {
4218                 css_put(cfile_css);
4219                 goto out_put_cfile;
4220         }
4221
4222         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4223         if (ret)
4224                 goto out_put_css;
4225
4226         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4227
4228         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4229         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4230         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4231
4232         fdput(cfile);
4233         fdput(efile);
4234
4235         return nbytes;
4236
4237 out_put_css:
4238         css_put(css);
4239 out_put_cfile:
4240         fdput(cfile);
4241 out_put_eventfd:
4242         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4243 out_put_efile:
4244         fdput(efile);
4245 out_kfree:
4246         kfree(event);
4247
4248         return ret;
4249 }
4250
4251 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4252         {
4253                 .name = "usage_in_bytes",
4254                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4255                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4256         },
4257         {
4258                 .name = "max_usage_in_bytes",
4259                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4260                 .write = mem_cgroup_reset,
4261                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4262         },
4263         {
4264                 .name = "limit_in_bytes",
4265                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4266                 .write = mem_cgroup_write,
4267                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4268         },
4269         {
4270                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4271                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4272                 .write = mem_cgroup_write,
4273                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4274         },
4275         {
4276                 .name = "failcnt",
4277                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4278                 .write = mem_cgroup_reset,
4279                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4280         },
4281         {
4282                 .name = "stat",
4283                 .seq_show = memcg_stat_show,
4284         },
4285         {
4286                 .name = "force_empty",
4287                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4288         },
4289         {
4290                 .name = "use_hierarchy",
4291                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4292                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4293         },
4294         {
4295                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4296                 .write = memcg_write_event_control,
4297                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4298                 .mode = S_IWUGO,
4299         },
4300         {
4301                 .name = "swappiness",
4302                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4303                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4304         },
4305         {
4306                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4307                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4308                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4309         },
4310         {
4311                 .name = "oom_control",
4312                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4313                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4314                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4315         },
4316         {
4317                 .name = "pressure_level",
4318         },
4319 #ifdef CONFIG_NUMA
4320         {
4321                 .name = "numa_stat",
4322                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4323         },
4324 #endif
4325 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4326         {
4327                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4328                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4329                 .write = mem_cgroup_write,
4330                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4331         },
4332         {
4333                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4334                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4335                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4336         },
4337         {
4338                 .name = "kmem.failcnt",
4339                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4340                 .write = mem_cgroup_reset,
4341                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4342         },
4343         {
4344                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4345                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4346                 .write = mem_cgroup_reset,
4347                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4348         },
4349 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4350         {
4351                 .name = "kmem.slabinfo",
4352                 .seq_start = slab_start,
4353                 .seq_next = slab_next,
4354                 .seq_stop = slab_stop,
4355                 .seq_show = memcg_slab_show,
4356         },
4357 #endif
4358 #endif
4359         { },    /* terminate */
4360 };
4361
4362 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
4363 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4364         {
4365                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4366                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4367                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4368         },
4369         {
4370                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4371                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4372                 .write = mem_cgroup_reset,
4373                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4374         },
4375         {
4376                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4377                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4378                 .write = mem_cgroup_write,
4379                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4380         },
4381         {
4382                 .name = "memsw.failcnt",
4383                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4384                 .write = mem_cgroup_reset,
4385                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4386         },
4387         { },    /* terminate */
4388 };
4389 #endif
4390 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4391 {
4392         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4393         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4394         int zone, tmp = node;
4395         /*
4396          * This routine is called against possible nodes.
4397          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4398          *
4399          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4400          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4401          *       function.
4402          */
4403         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4404                 tmp = -1;
4405         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4406         if (!pn)
4407                 return 1;
4408
4409         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4410                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4411                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4412                 mz->usage_in_excess = 0;
4413                 mz->on_tree = false;
4414                 mz->memcg = memcg;
4415         }
4416         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4421 {
4422         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4423 }
4424
4425 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4426 {
4427         struct mem_cgroup *memcg;
4428         size_t size;
4429
4430         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4431         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4432
4433         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4434         if (!memcg)
4435                 return NULL;
4436
4437         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4438         if (!memcg->stat)
4439                 goto out_free;
4440         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4441         return memcg;
4442
4443 out_free:
4444         kfree(memcg);
4445         return NULL;
4446 }
4447
4448 /*
4449  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4450  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4451  *
4452  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4453  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4454  * it goes down to 0.
4455  *
4456  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4457  */
4458
4459 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4460 {
4461         int node;
4462
4463         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4464
4465         for_each_node(node)
4466                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4467
4468         free_percpu(memcg->stat);
4469
4470         disarm_static_keys(memcg);
4471         kfree(memcg);
4472 }
4473
4474 /*
4475  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4476  */
4477 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4478 {
4479         if (!memcg->memory.parent)
4480                 return NULL;
4481         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4482 }
4483 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4484
4485 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4486 {
4487         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4488         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4489         int tmp, node, zone;
4490
4491         for_each_node(node) {
4492                 tmp = node;
4493                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4494                         tmp = -1;
4495                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4496                 BUG_ON(!rtpn);
4497
4498                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4499
4500                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4501                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4502                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4503                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4504                 }
4505         }
4506 }
4507
4508 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4509 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4510 {
4511         struct mem_cgroup *memcg;
4512         long error = -ENOMEM;
4513         int node;
4514
4515         memcg = mem_cgroup_alloc();
4516         if (!memcg)
4517                 return ERR_PTR(error);
4518
4519         for_each_node(node)
4520                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4521                         goto free_out;
4522
4523         /* root ? */
4524         if (parent_css == NULL) {
4525                 root_mem_cgroup = memcg;
4526                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4527                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4528                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4529                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4530         }
4531
4532         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4533         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4534         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4535         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4536         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4537         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4538         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4539         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4540 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4541         memcg->kmemcg_id = -1;
4542 #endif
4543
4544         return &memcg->css;
4545
4546 free_out:
4547         __mem_cgroup_free(memcg);
4548         return ERR_PTR(error);
4549 }
4550
4551 static int
4552 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4553 {
4554         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4555         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4556         int ret;
4557
4558         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4559                 return -ENOSPC;
4560
4561         if (!parent)
4562                 return 0;
4563
4564         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4565
4566         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4567         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4568         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4569
4570         if (parent->use_hierarchy) {
4571                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4572                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4573                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4574                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4575
4576                 /*
4577                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4578                  * core guarantees its existence.
4579                  */
4580         } else {
4581                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4582                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4583                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4584                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4585                 /*
4586                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4587                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4588                  * unfortunate state in our controller.
4589                  */
4590                 if (parent != root_mem_cgroup)
4591                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4592         }
4593         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4594
4595         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4596         if (ret)
4597                 return ret;
4598
4599         /*
4600          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4601          * orders reading memcg->initialized against its callers
4602          * reading the memcg members.
4603          */
4604         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4605
4606         return 0;
4607 }
4608
4609 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4610 {
4611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4612         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4613
4614         /*
4615          * Unregister events and notify userspace.
4616          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4617          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4618          */
4619         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4620         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4621                 list_del_init(&event->list);
4622                 schedule_work(&event->remove);
4623         }
4624         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4625
4626         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4627 }
4628
4629 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4630 {
4631         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4632
4633         memcg_destroy_kmem(memcg);
4634         __mem_cgroup_free(memcg);
4635 }
4636
4637 /**
4638  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4639  * @css: the target css
4640  *
4641  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4642  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4643  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4644  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4645  * made visible again.
4646  *
4647  * The current implementation only resets the essential configurations.
4648  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4649  */
4650 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4651 {
4652         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4653
4654         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4655         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4656         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4657         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4658 }
4659
4660 #ifdef CONFIG_MMU
4661 /* Handlers for move charge at task migration. */
4662 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4663 {
4664         int ret;
4665
4666         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4667         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4668         if (!ret) {
4669                 mc.precharge += count;
4670                 return ret;
4671         }
4672         if (ret == -EINTR) {
4673                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4674                 return ret;
4675         }
4676
4677         /* Try charges one by one with reclaim */
4678         while (count--) {
4679                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4680                 /*
4681                  * In case of failure, any residual charges against
4682                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4683                  * later on.  However, cancel any charges that are
4684                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4685                  */
4686                 if (ret == -EINTR)
4687                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4688                 if (ret)
4689                         return ret;
4690                 mc.precharge++;
4691                 cond_resched();
4692         }
4693         return 0;
4694 }
4695
4696 /**
4697  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4698  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4699  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4700  * @ptent: the pte to be checked
4701  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4702  *
4703  * Returns
4704  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4705  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4706  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4707  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4708  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4709  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4710  *     in target->ent.
4711  *
4712  * Called with pte lock held.
4713  */
4714 union mc_target {
4715         struct page     *page;
4716         swp_entry_t     ent;
4717 };
4718
4719 enum mc_target_type {
4720         MC_TARGET_NONE = 0,
4721         MC_TARGET_PAGE,
4722         MC_TARGET_SWAP,
4723 };
4724
4725 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4726                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4727 {
4728         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4729
4730         if (!page || !page_mapped(page))
4731                 return NULL;
4732         if (PageAnon(page)) {
4733                 /* we don't move shared anon */
4734                 if (!move_anon())
4735                         return NULL;
4736         } else if (!move_file())
4737                 /* we ignore mapcount for file pages */
4738                 return NULL;
4739         if (!get_page_unless_zero(page))
4740                 return NULL;
4741
4742         return page;
4743 }
4744
4745 #ifdef CONFIG_SWAP
4746 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4747                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4748 {
4749         struct page *page = NULL;
4750         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4751
4752         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
4753                 return NULL;
4754         /*
4755          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4756          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4757          */
4758         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4759         if (do_swap_account)
4760                 entry->val = ent.val;
4761
4762         return page;
4763 }
4764 #else
4765 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4766                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4767 {
4768         return NULL;
4769 }
4770 #endif
4771
4772 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4773                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4774 {
4775         struct page *page = NULL;
4776         struct address_space *mapping;
4777         pgoff_t pgoff;
4778
4779         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4780                 return NULL;
4781         if (!move_file())
4782                 return NULL;
4783
4784         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4785         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4786
4787         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4788 #ifdef CONFIG_SWAP
4789         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4790         if (shmem_mapping(mapping)) {
4791                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4792                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4793                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4794                         if (do_swap_account)
4795                                 *entry = swp;
4796                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4797                 }
4798         } else
4799                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4800 #else
4801         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4802 #endif
4803         return page;
4804 }
4805
4806 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4807                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4808 {
4809         struct page *page = NULL;
4810         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4811         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4812
4813         if (pte_present(ptent))
4814                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4815         else if (is_swap_pte(ptent))
4816                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4817         else if (pte_none(ptent))
4818                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4819
4820         if (!page && !ent.val)
4821                 return ret;
4822         if (page) {
4823                 /*
4824                  * Do only loose check w/o serialization.
4825                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4826                  * not under LRU exclusion.
4827                  */
4828                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4829                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4830                         if (target)
4831                                 target->page = page;
4832                 }
4833                 if (!ret || !target)
4834                         put_page(page);
4835         }
4836         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4837         if (ent.val && !ret &&
4838             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4839                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4840                 if (target)
4841                         target->ent = ent;
4842         }
4843         return ret;
4844 }
4845
4846 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4847 /*
4848  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4849  * support them for now.
4850  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4851  */
4852 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4853                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4854 {
4855         struct page *page = NULL;
4856         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4857
4858         page = pmd_page(pmd);
4859         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4860         if (!move_anon())
4861                 return ret;
4862         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4863                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4864                 if (target) {
4865                         get_page(page);
4866                         target->page = page;
4867                 }
4868         }
4869         return ret;
4870 }
4871 #else
4872 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4873                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4874 {
4875         return MC_TARGET_NONE;
4876 }
4877 #endif
4878
4879 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4880                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4881                                         struct mm_walk *walk)
4882 {
4883         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
4884         pte_t *pte;
4885         spinlock_t *ptl;
4886
4887         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4888                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4889                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4890                 spin_unlock(ptl);
4891                 return 0;
4892         }
4893
4894         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4895                 return 0;
4896         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4897         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4898                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4899                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4900         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4901         cond_resched();
4902
4903         return 0;
4904 }
4905
4906 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4907 {
4908         unsigned long precharge;
4909         struct vm_area_struct *vma;
4910
4911         down_read(&mm->mmap_sem);
4912         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
4913                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4914                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4915                         .mm = mm,
4916                         .private = vma,
4917                 };
4918                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
4919                         continue;
4920                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
4921                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4922         }
4923         up_read(&mm->mmap_sem);
4924
4925         precharge = mc.precharge;
4926         mc.precharge = 0;
4927
4928         return precharge;
4929 }
4930
4931 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4932 {
4933         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4934
4935         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4936         mc.moving_task = current;
4937         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4938 }
4939
4940 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4941 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4942 {
4943         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4944         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4945
4946         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4947         if (mc.precharge) {
4948                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4949                 mc.precharge = 0;
4950         }
4951         /*
4952          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4953          * we must uncharge here.
4954          */
4955         if (mc.moved_charge) {
4956                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4957                 mc.moved_charge = 0;
4958         }
4959         /* we must fixup refcnts and charges */
4960         if (mc.moved_swap) {
4961                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4962                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4963                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4964
4965                 /*
4966                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4967                  * should uncharge to->memory.
4968                  */
4969                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4970                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4971
4972                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4973
4974                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4975                 mc.moved_swap = 0;
4976         }
4977         memcg_oom_recover(from);
4978         memcg_oom_recover(to);
4979         wake_up_all(&mc.waitq);
4980 }
4981
4982 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4983 {
4984         /*
4985          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4986          * task migration.
4987          */
4988         mc.moving_task = NULL;
4989         __mem_cgroup_clear_mc();
4990         spin_lock(&mc.lock);
4991         mc.from = NULL;
4992         mc.to = NULL;
4993         spin_unlock(&mc.lock);
4994 }
4995
4996 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4997                                  struct cgroup_taskset *tset)
4998 {
4999         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5000         int ret = 0;
5001         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5002         unsigned long move_charge_at_immigrate;
5003
5004         /*
5005          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5006          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5007          * So we need to save it, and keep it going.
5008          */
5009         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
5010         if (move_charge_at_immigrate) {
5011                 struct mm_struct *mm;
5012                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5013
5014                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5015
5016                 mm = get_task_mm(p);
5017                 if (!mm)
5018                         return 0;
5019                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5020                 if (mm->owner == p) {
5021                         VM_BUG_ON(mc.from);
5022                         VM_BUG_ON(mc.to);
5023                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5024                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5025                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5026
5027                         spin_lock(&mc.lock);
5028                         mc.from = from;
5029                         mc.to = memcg;
5030                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
5031                         spin_unlock(&mc.lock);
5032                         /* We set mc.moving_task later */
5033
5034                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5035                         if (ret)
5036                                 mem_cgroup_clear_mc();
5037                 }
5038                 mmput(mm);
5039         }
5040         return ret;
5041 }
5042
5043 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5044                                      struct cgroup_taskset *tset)
5045 {
5046         if (mc.to)
5047                 mem_cgroup_clear_mc();
5048 }
5049
5050 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5051                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5052                                 struct mm_walk *walk)
5053 {
5054         int ret = 0;
5055         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5056         pte_t *pte;
5057         spinlock_t *ptl;
5058         enum mc_target_type target_type;
5059         union mc_target target;
5060         struct page *page;
5061
5062         /*
5063          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5064          * happens because:
5065          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5066          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5067          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5068          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5069          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5070          *    part of thp split is not executed yet.
5071          */
5072         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5073                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5074                         spin_unlock(ptl);
5075                         return 0;
5076                 }
5077                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5078                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5079                         page = target.page;
5080                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5081                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5082                                                              mc.from, mc.to)) {
5083                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5084                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5085                                 }
5086                                 putback_lru_page(page);
5087                         }
5088                         put_page(page);
5089                 }
5090                 spin_unlock(ptl);
5091                 return 0;
5092         }
5093
5094         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5095                 return 0;
5096 retry:
5097         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5098         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5099                 pte_t ptent = *(pte++);
5100                 swp_entry_t ent;
5101
5102                 if (!mc.precharge)
5103                         break;
5104
5105                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5106                 case MC_TARGET_PAGE:
5107                         page = target.page;
5108                         if (isolate_lru_page(page))
5109                                 goto put;
5110                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5111                                 mc.precharge--;
5112                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5113                                 mc.moved_charge++;
5114                         }
5115                         putback_lru_page(page);
5116 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5117                         put_page(page);
5118                         break;
5119                 case MC_TARGET_SWAP:
5120                         ent = target.ent;
5121                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5122                                 mc.precharge--;
5123                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5124                                 mc.moved_swap++;
5125                         }
5126                         break;
5127                 default:
5128                         break;
5129                 }
5130         }
5131         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5132         cond_resched();
5133
5134         if (addr != end) {
5135                 /*
5136                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5137                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5138                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5139                  * phase.
5140                  */
5141                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5142                 if (!ret)
5143                         goto retry;
5144         }
5145
5146         return ret;
5147 }
5148
5149 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5150 {
5151         struct vm_area_struct *vma;
5152
5153         lru_add_drain_all();
5154         /*
5155          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5156          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5157          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5158          */
5159         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5160         synchronize_rcu();
5161 retry:
5162         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5163                 /*
5164                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5165                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5166                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5167                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5168                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5169                  */
5170                 __mem_cgroup_clear_mc();
5171                 cond_resched();
5172                 goto retry;
5173         }
5174         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5175                 int ret;
5176                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5177                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5178                         .mm = mm,
5179                         .private = vma,
5180                 };
5181                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5182                         continue;
5183                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5184                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5185                 if (ret)
5186                         /*
5187                          * means we have consumed all precharges and failed in
5188                          * doing additional charge. Just abandon here.
5189                          */
5190                         break;
5191         }
5192         up_read(&mm->mmap_sem);
5193         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5194 }
5195
5196 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5197                                  struct cgroup_taskset *tset)
5198 {
5199         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5200         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5201
5202         if (mm) {
5203                 if (mc.to)
5204                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5205                 mmput(mm);
5206         }
5207         if (mc.to)
5208                 mem_cgroup_clear_mc();
5209 }
5210 #else   /* !CONFIG_MMU */
5211 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5212                                  struct cgroup_taskset *tset)
5213 {
5214         return 0;
5215 }
5216 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5217                                      struct cgroup_taskset *tset)
5218 {
5219 }
5220 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5221                                  struct cgroup_taskset *tset)
5222 {
5223 }
5224 #endif
5225
5226 /*
5227  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5228  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5229  * attempt.
5230  */
5231 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5232 {
5233         /*
5234          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5235          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5236          * on for the root memcg is enough.
5237          */
5238         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5239                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
5240 }
5241
5242 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5243         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5244         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5245         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5246         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5247         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5248         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5249         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5250         .attach = mem_cgroup_move_task,
5251         .bind = mem_cgroup_bind,
5252         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
5253         .early_init = 0,
5254 };
5255
5256 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5257 static int __init enable_swap_account(char *s)
5258 {
5259         if (!strcmp(s, "1"))
5260                 really_do_swap_account = 1;
5261         else if (!strcmp(s, "0"))
5262                 really_do_swap_account = 0;
5263         return 1;
5264 }
5265 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5266
5267 static void __init memsw_file_init(void)
5268 {
5269         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5270                                           memsw_cgroup_files));
5271 }
5272
5273 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5274 {
5275         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5276                 do_swap_account = 1;
5277                 memsw_file_init();
5278         }
5279 }
5280
5281 #else
5282 static void __init enable_swap_cgroup(void)
5283 {
5284 }
5285 #endif
5286
5287 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5288 /**
5289  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5290  * @page: page whose memsw charge to transfer
5291  * @entry: swap entry to move the charge to
5292  *
5293  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5294  */
5295 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5296 {
5297         struct mem_cgroup *memcg;
5298         unsigned short oldid;
5299
5300         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5301         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5302
5303         if (!do_swap_account)
5304                 return;
5305
5306         memcg = page->mem_cgroup;
5307
5308         /* Readahead page, never charged */
5309         if (!memcg)
5310                 return;
5311
5312         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5313         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5314         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5315
5316         page->mem_cgroup = NULL;
5317
5318         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5319                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5320
5321         /* XXX: caller holds IRQ-safe mapping->tree_lock */
5322         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5323
5324         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5325         memcg_check_events(memcg, page);
5326 }
5327
5328 /**
5329  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5330  * @entry: swap entry to uncharge
5331  *
5332  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5333  */
5334 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5335 {
5336         struct mem_cgroup *memcg;
5337         unsigned short id;
5338
5339         if (!do_swap_account)
5340                 return;
5341
5342         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5343         rcu_read_lock();
5344         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
5345         if (memcg) {
5346                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5347                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5348                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5349                 css_put(&memcg->css);
5350         }
5351         rcu_read_unlock();
5352 }
5353 #endif
5354
5355 /**
5356  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5357  * @page: page to charge
5358  * @mm: mm context of the victim
5359  * @gfp_mask: reclaim mode
5360  * @memcgp: charged memcg return
5361  *
5362  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5363  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5364  *
5365  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5366  * Otherwise, an error code is returned.
5367  *
5368  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5369  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5370  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5371  */
5372 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5373                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5374 {
5375         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5376         unsigned int nr_pages = 1;
5377         int ret = 0;
5378
5379         if (mem_cgroup_disabled())
5380                 goto out;
5381
5382         if (PageSwapCache(page)) {
5383                 /*
5384                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5385                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5386                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5387                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5388                  * in turn serializes uncharging.
5389                  */
5390                 if (page->mem_cgroup)
5391                         goto out;
5392         }
5393
5394         if (PageTransHuge(page)) {
5395                 nr_pages <<= compound_order(page);
5396                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5397         }
5398
5399         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5400                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5401         if (!memcg)
5402                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5403
5404         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5405
5406         css_put(&memcg->css);
5407
5408         if (ret == -EINTR) {
5409                 memcg = root_mem_cgroup;
5410                 ret = 0;
5411         }
5412 out:
5413         *memcgp = memcg;
5414         return ret;
5415 }
5416
5417 /**
5418  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5419  * @page: page to charge
5420  * @memcg: memcg to charge the page to
5421  * @lrucare: page might be on LRU already
5422  *
5423  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5424  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5425  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5426  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5427  *
5428  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5429  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5430  *
5431  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5432  */
5433 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5434                               bool lrucare)
5435 {
5436         unsigned int nr_pages = 1;
5437
5438         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5439         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5440
5441         if (mem_cgroup_disabled())
5442                 return;
5443         /*
5444          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5445          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5446          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5447          */
5448         if (!memcg)
5449                 return;
5450
5451         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5452
5453         if (PageTransHuge(page)) {
5454                 nr_pages <<= compound_order(page);
5455                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5456         }
5457
5458         local_irq_disable();
5459         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5460         memcg_check_events(memcg, page);
5461         local_irq_enable();
5462
5463         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5464                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5465                 /*
5466                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5467                  * let's not wait for it.  The page already received a
5468                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5469                  */
5470                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5471         }
5472 }
5473
5474 /**
5475  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5476  * @page: page to charge
5477  * @memcg: memcg to charge the page to
5478  *
5479  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5480  */
5481 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5482 {
5483         unsigned int nr_pages = 1;
5484
5485         if (mem_cgroup_disabled())
5486                 return;
5487         /*
5488          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5489          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5490          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5491          */
5492         if (!memcg)
5493                 return;
5494
5495         if (PageTransHuge(page)) {
5496                 nr_pages <<= compound_order(page);
5497                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5498         }
5499
5500         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5501 }
5502
5503 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5504                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5505                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5506 {
5507         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5508         unsigned long flags;
5509
5510         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5511                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5512                 if (do_swap_account)
5513                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5514                 memcg_oom_recover(memcg);
5515         }
5516
5517         local_irq_save(flags);
5518         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5519         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5520         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5521         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5522         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5523         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5524         local_irq_restore(flags);
5525
5526         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5527                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5528 }
5529
5530 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5531 {
5532         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5533         unsigned long nr_anon = 0;
5534         unsigned long nr_file = 0;
5535         unsigned long nr_huge = 0;
5536         unsigned long pgpgout = 0;
5537         struct list_head *next;
5538         struct page *page;
5539
5540         next = page_list->next;
5541         do {
5542                 unsigned int nr_pages = 1;
5543
5544                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5545                 next = page->lru.next;
5546
5547                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5548                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5549
5550                 if (!page->mem_cgroup)
5551                         continue;
5552
5553                 /*
5554                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5555                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5556                  * exclusive access to the page.
5557                  */
5558
5559                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5560                         if (memcg) {
5561                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5562                                                nr_huge, page);
5563                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5564                         }
5565                         memcg = page->mem_cgroup;
5566                 }
5567
5568                 if (PageTransHuge(page)) {
5569                         nr_pages <<= compound_order(page);
5570                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5571                         nr_huge += nr_pages;
5572                 }
5573
5574                 if (PageAnon(page))
5575                         nr_anon += nr_pages;
5576                 else
5577                         nr_file += nr_pages;
5578
5579                 page->mem_cgroup = NULL;
5580
5581                 pgpgout++;
5582         } while (next != page_list);
5583
5584         if (memcg)
5585                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5586                                nr_huge, page);
5587 }
5588
5589 /**
5590  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5591  * @page: page to uncharge
5592  *
5593  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5594  * mem_cgroup_commit_charge().
5595  */
5596 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5597 {
5598         if (mem_cgroup_disabled())
5599                 return;
5600
5601         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5602         if (!page->mem_cgroup)
5603                 return;
5604
5605         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5606         uncharge_list(&page->lru);
5607 }
5608
5609 /**
5610  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5611  * @page_list: list of pages to uncharge
5612  *
5613  * Uncharge a list of pages previously charged with
5614  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5615  */
5616 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5617 {
5618         if (mem_cgroup_disabled())
5619                 return;
5620
5621         if (!list_empty(page_list))
5622                 uncharge_list(page_list);
5623 }
5624
5625 /**
5626  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5627  * @oldpage: currently charged page
5628  * @newpage: page to transfer the charge to
5629  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5630  *
5631  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5632  *
5633  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5634  */
5635 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5636                         bool lrucare)
5637 {
5638         struct mem_cgroup *memcg;
5639         int isolated;
5640
5641         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5642         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5643         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5644         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5645         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5646         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5647                        newpage);
5648
5649         if (mem_cgroup_disabled())
5650                 return;
5651
5652         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5653         if (newpage->mem_cgroup)
5654                 return;
5655
5656         /*
5657          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5658          * charged, and migration from compaction can happen to an
5659          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5660          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5661          */
5662         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5663         if (!memcg)
5664                 return;
5665
5666         if (lrucare)
5667                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5668
5669         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5670
5671         if (lrucare)
5672                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5673
5674         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5675 }
5676
5677 /*
5678  * subsys_initcall() for memory controller.
5679  *
5680  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5681  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5682  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5683  * be initialized from here.
5684  */
5685 static int __init mem_cgroup_init(void)
5686 {
5687         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5688         enable_swap_cgroup();
5689         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
5690         memcg_stock_init();
5691         return 0;
5692 }
5693 subsys_initcall(mem_cgroup_init);