mm: memcontrol: rewrite uncharge API
[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/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/page_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include "internal.h"
60 #include <net/sock.h>
61 #include <net/ip.h>
62 #include <net/tcp_memcontrol.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <asm/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
73 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
76 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
77 int do_swap_account __read_mostly;
78
79 /* for remember boot option*/
80 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
81 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
82 #else
83 static int really_do_swap_account __initdata;
84 #endif
85
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90
91 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
92         "cache",
93         "rss",
94         "rss_huge",
95         "mapped_file",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 enum mem_cgroup_events_index {
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
106 };
107
108 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
109         "pgpgin",
110         "pgpgout",
111         "pgfault",
112         "pgmajfault",
113 };
114
115 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
116         "inactive_anon",
117         "active_anon",
118         "inactive_file",
119         "active_file",
120         "unevictable",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /*
148          * last scanned hierarchy member. Valid only if last_dead_count
149          * matches memcg->dead_count of the hierarchy root group.
150          */
151         struct mem_cgroup *last_visited;
152         int last_dead_count;
153
154         /* scan generation, increased every round-trip */
155         unsigned int generation;
156 };
157
158 /*
159  * per-zone information in memory controller.
160  */
161 struct mem_cgroup_per_zone {
162         struct lruvec           lruvec;
163         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
164
165         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
166
167         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
168         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
169                                                 /* the soft limit is exceeded*/
170         bool                    on_tree;
171         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
172                                                 /* use container_of        */
173 };
174
175 struct mem_cgroup_per_node {
176         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
177 };
178
179 /*
180  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
181  * their hierarchy representation
182  */
183
184 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
185         struct rb_root rb_root;
186         spinlock_t lock;
187 };
188
189 struct mem_cgroup_tree_per_node {
190         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_tree {
194         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
195 };
196
197 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
198
199 struct mem_cgroup_threshold {
200         struct eventfd_ctx *eventfd;
201         u64 threshold;
202 };
203
204 /* For threshold */
205 struct mem_cgroup_threshold_ary {
206         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
207         int current_threshold;
208         /* Size of entries[] */
209         unsigned int size;
210         /* Array of thresholds */
211         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
212 };
213
214 struct mem_cgroup_thresholds {
215         /* Primary thresholds array */
216         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
217         /*
218          * Spare threshold array.
219          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
220          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
221          */
222         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
223 };
224
225 /* for OOM */
226 struct mem_cgroup_eventfd_list {
227         struct list_head list;
228         struct eventfd_ctx *eventfd;
229 };
230
231 /*
232  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
233  */
234 struct mem_cgroup_event {
235         /*
236          * memcg which the event belongs to.
237          */
238         struct mem_cgroup *memcg;
239         /*
240          * eventfd to signal userspace about the event.
241          */
242         struct eventfd_ctx *eventfd;
243         /*
244          * Each of these stored in a list by the cgroup.
245          */
246         struct list_head list;
247         /*
248          * register_event() callback will be used to add new userspace
249          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
250          * on eventfd to send notification to userspace.
251          */
252         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
253                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
254         /*
255          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
256          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
257          * if you want provide notification functionality.
258          */
259         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
260                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
261         /*
262          * All fields below needed to unregister event when
263          * userspace closes eventfd.
264          */
265         poll_table pt;
266         wait_queue_head_t *wqh;
267         wait_queue_t wait;
268         struct work_struct remove;
269 };
270
271 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
272 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
273
274 /*
275  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
276  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
277  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
278  * to help the administrator determine what knobs to tune.
279  *
280  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
281  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
282  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
283  * a feature that will be implemented much later in the future.
284  */
285 struct mem_cgroup {
286         struct cgroup_subsys_state css;
287         /*
288          * the counter to account for memory usage
289          */
290         struct res_counter res;
291
292         /* vmpressure notifications */
293         struct vmpressure vmpressure;
294
295         /*
296          * the counter to account for mem+swap usage.
297          */
298         struct res_counter memsw;
299
300         /*
301          * the counter to account for kernel memory usage.
302          */
303         struct res_counter kmem;
304         /*
305          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
306          */
307         bool use_hierarchy;
308         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
309
310         bool            oom_lock;
311         atomic_t        under_oom;
312         atomic_t        oom_wakeups;
313
314         int     swappiness;
315         /* OOM-Killer disable */
316         int             oom_kill_disable;
317
318         /* set when res.limit == memsw.limit */
319         bool            memsw_is_minimum;
320
321         /* protect arrays of thresholds */
322         struct mutex thresholds_lock;
323
324         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
325         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
326
327         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
328         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
329
330         /* For oom notifier event fd */
331         struct list_head oom_notify;
332
333         /*
334          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
335          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
336          */
337         unsigned long move_charge_at_immigrate;
338         /*
339          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
340          */
341         atomic_t        moving_account;
342         /* taken only while moving_account > 0 */
343         spinlock_t      move_lock;
344         /*
345          * percpu counter.
346          */
347         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
348         /*
349          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
350          * See mem_cgroup_read_stat().
351          */
352         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
353         spinlock_t pcp_counter_lock;
354
355         atomic_t        dead_count;
356 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
357         struct cg_proto tcp_mem;
358 #endif
359 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
360         /* analogous to slab_common's slab_caches list, but per-memcg;
361          * protected by memcg_slab_mutex */
362         struct list_head memcg_slab_caches;
363         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
364         int kmemcg_id;
365 #endif
366
367         int last_scanned_node;
368 #if MAX_NUMNODES > 1
369         nodemask_t      scan_nodes;
370         atomic_t        numainfo_events;
371         atomic_t        numainfo_updating;
372 #endif
373
374         /* List of events which userspace want to receive */
375         struct list_head event_list;
376         spinlock_t event_list_lock;
377
378         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[0];
379         /* WARNING: nodeinfo must be the last member here */
380 };
381
382 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
383 enum {
384         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, /* accounted by this cgroup itself */
385         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
386 };
387
388 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
389 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
397 }
398
399 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
400 {
401         /*
402          * Our caller must use css_get() first, because memcg_uncharge_kmem()
403          * will call css_put() if it sees the memcg is dead.
404          */
405         smp_wmb();
406         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
407                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
408 }
409
410 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
411 {
412         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
413                                   &memcg->kmem_account_flags);
414 }
415 #endif
416
417 /* Stuffs for move charges at task migration. */
418 /*
419  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" and
420  * "immigrate_flags" are treated as a left-shifted bitmap of these types.
421  */
422 enum move_type {
423         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
424         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
425         NR_MOVE_TYPE,
426 };
427
428 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
429 static struct move_charge_struct {
430         spinlock_t        lock; /* for from, to */
431         struct mem_cgroup *from;
432         struct mem_cgroup *to;
433         unsigned long immigrate_flags;
434         unsigned long precharge;
435         unsigned long moved_charge;
436         unsigned long moved_swap;
437         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
438         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
439 } mc = {
440         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
441         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
442 };
443
444 static bool move_anon(void)
445 {
446         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON, &mc.immigrate_flags);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE, &mc.immigrate_flags);
452 }
453
454 /*
455  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
456  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
457  */
458 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
459 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
460
461 enum charge_type {
462         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
466         NR_CHARGE_TYPE,
467 };
468
469 /* for encoding cft->private value on file */
470 enum res_type {
471         _MEM,
472         _MEMSWAP,
473         _OOM_TYPE,
474         _KMEM,
475 };
476
477 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
478 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
479 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
480 /* Used for OOM nofiier */
481 #define OOM_CONTROL             (0)
482
483 /*
484  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
485  */
486 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
490
491 /*
492  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
493  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
494  * appearing has to hold it as well.
495  */
496 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
497
498 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
499 {
500         return s ? container_of(s, struct mem_cgroup, css) : NULL;
501 }
502
503 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
504 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
505 {
506         if (!memcg)
507                 memcg = root_mem_cgroup;
508         return &memcg->vmpressure;
509 }
510
511 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
512 {
513         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
514 }
515
516 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
517 {
518         return (memcg == root_mem_cgroup);
519 }
520
521 /*
522  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
523  * an unsigned short.
524  */
525 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
526
527 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         return memcg->css.id;
530 }
531
532 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
533 {
534         struct cgroup_subsys_state *css;
535
536         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
537         return mem_cgroup_from_css(css);
538 }
539
540 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
541 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
542
543 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 struct cg_proto *cg_proto;
548
549                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
550
551                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
552                  * filled. It won't however, necessarily happen from
553                  * process context. So the test for root memcg given
554                  * the current task's memcg won't help us in this case.
555                  *
556                  * Respecting the original socket's memcg is a better
557                  * decision in this case.
558                  */
559                 if (sk->sk_cgrp) {
560                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
561                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
562                         return;
563                 }
564
565                 rcu_read_lock();
566                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
567                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
568                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
569                     memcg_proto_active(cg_proto) &&
570                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
571                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
572                 }
573                 rcu_read_unlock();
574         }
575 }
576 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
577
578 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
579 {
580         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
581                 struct mem_cgroup *memcg;
582                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
583                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
584                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
585         }
586 }
587
588 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
589 {
590         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
591                 return NULL;
592
593         return &memcg->tcp_mem;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
596
597 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
598 {
599         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem))
600                 return;
601         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
602 }
603 #else
604 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
605 {
606 }
607 #endif
608
609 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
610 /*
611  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
612  * The main reason for not using cgroup id for this:
613  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
614  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
615  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
616  *  200 entry array for that.
617  *
618  * The current size of the caches array is stored in
619  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
620  * increase it.
621  */
622 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
623 int memcg_limited_groups_array_size;
624
625 /*
626  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
627  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
628  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
629  * tunable, but that is strictly not necessary.
630  *
631  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
632  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
633  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
634  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
635  * increase ours as well if it increases.
636  */
637 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
638 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
639
640 /*
641  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
642  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
643  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
644  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
645  */
646 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
647 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
648
649 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
650 {
651         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
652                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
653                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
654         }
655         /*
656          * This check can't live in kmem destruction function,
657          * since the charges will outlive the cgroup
658          */
659         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
660 }
661 #else
662 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
663 {
664 }
665 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
666
667 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         disarm_sock_keys(memcg);
670         disarm_kmem_keys(memcg);
671 }
672
673 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
674
675 static struct mem_cgroup_per_zone *
676 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
677 {
678         int nid = zone_to_nid(zone);
679         int zid = zone_idx(zone);
680
681         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
682 }
683
684 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
685 {
686         return &memcg->css;
687 }
688
689 static struct mem_cgroup_per_zone *
690 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
691 {
692         int nid = page_to_nid(page);
693         int zid = page_zonenum(page);
694
695         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
696 }
697
698 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
699 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
700 {
701         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
702 }
703
704 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
705 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
706 {
707         int nid = page_to_nid(page);
708         int zid = page_zonenum(page);
709
710         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
711 }
712
713 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
714                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
715                                          unsigned long long new_usage_in_excess)
716 {
717         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
718         struct rb_node *parent = NULL;
719         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
720
721         if (mz->on_tree)
722                 return;
723
724         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
725         if (!mz->usage_in_excess)
726                 return;
727         while (*p) {
728                 parent = *p;
729                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
730                                         tree_node);
731                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
732                         p = &(*p)->rb_left;
733                 /*
734                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
735                  * limit by the same amount
736                  */
737                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
738                         p = &(*p)->rb_right;
739         }
740         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
741         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
742         mz->on_tree = true;
743 }
744
745 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
746                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
747 {
748         if (!mz->on_tree)
749                 return;
750         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
751         mz->on_tree = false;
752 }
753
754 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
755                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
756 {
757         unsigned long flags;
758
759         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
760         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
761         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
762 }
763
764
765 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
766 {
767         unsigned long long excess;
768         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
769         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
770
771         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
772         /*
773          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
774          * because their event counter is not touched.
775          */
776         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
777                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
778                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
779                 /*
780                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
781                  * mem is over its softlimit.
782                  */
783                 if (excess || mz->on_tree) {
784                         unsigned long flags;
785
786                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
787                         /* if on-tree, remove it */
788                         if (mz->on_tree)
789                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
790                         /*
791                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
792                          * If excess is 0, no tree ops.
793                          */
794                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
795                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
796                 }
797         }
798 }
799
800 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
801 {
802         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
803         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
804         int nid, zid;
805
806         for_each_node(nid) {
807                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
808                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
809                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
810                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
811                 }
812         }
813 }
814
815 static struct mem_cgroup_per_zone *
816 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
817 {
818         struct rb_node *rightmost = NULL;
819         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
820
821 retry:
822         mz = NULL;
823         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
824         if (!rightmost)
825                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
826
827         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
828         /*
829          * Remove the node now but someone else can add it back,
830          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
831          * position in the tree.
832          */
833         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
834         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
835             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
836                 goto retry;
837 done:
838         return mz;
839 }
840
841 static struct mem_cgroup_per_zone *
842 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
843 {
844         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
845
846         spin_lock_irq(&mctz->lock);
847         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
848         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
849         return mz;
850 }
851
852 /*
853  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
854  *
855  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
856  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
857  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
858  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
859  *
860  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
861  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
862  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
863  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
864  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
865  *
866  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
867  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
868  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
869  * implemented.
870  */
871 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
872                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
873 {
874         long val = 0;
875         int cpu;
876
877         get_online_cpus();
878         for_each_online_cpu(cpu)
879                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
880 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
881         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
882         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
883         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
884 #endif
885         put_online_cpus();
886         return val;
887 }
888
889 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
890                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
891 {
892         unsigned long val = 0;
893         int cpu;
894
895         get_online_cpus();
896         for_each_online_cpu(cpu)
897                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
898 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
899         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
900         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
901         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
902 #endif
903         put_online_cpus();
904         return val;
905 }
906
907 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
908                                          struct page *page,
909                                          int nr_pages)
910 {
911         /*
912          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
913          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
914          */
915         if (PageAnon(page))
916                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
917                                 nr_pages);
918         else
919                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
920                                 nr_pages);
921
922         if (PageTransHuge(page))
923                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
924                                 nr_pages);
925
926         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
927         if (nr_pages > 0)
928                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
929         else {
930                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
931                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
932         }
933
934         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
935 }
936
937 unsigned long mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
938 {
939         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
940
941         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
942         return mz->lru_size[lru];
943 }
944
945 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
946                                                   int nid,
947                                                   unsigned int lru_mask)
948 {
949         unsigned long nr = 0;
950         int zid;
951
952         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
953
954         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
955                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
956                 enum lru_list lru;
957
958                 for_each_lru(lru) {
959                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
960                                 continue;
961                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
962                         nr += mz->lru_size[lru];
963                 }
964         }
965         return nr;
966 }
967
968 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
969                         unsigned int lru_mask)
970 {
971         unsigned long nr = 0;
972         int nid;
973
974         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
975                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
976         return nr;
977 }
978
979 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
980                                        enum mem_cgroup_events_target target)
981 {
982         unsigned long val, next;
983
984         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
985         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
986         /* from time_after() in jiffies.h */
987         if ((long)next - (long)val < 0) {
988                 switch (target) {
989                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
990                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
991                         break;
992                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
993                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
994                         break;
995                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
996                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
997                         break;
998                 default:
999                         break;
1000                 }
1001                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
1002                 return true;
1003         }
1004         return false;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Check events in order.
1009  *
1010  */
1011 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
1012 {
1013         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1014         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1015                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1016                 bool do_softlimit;
1017                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1018
1019                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1020                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1021 #if MAX_NUMNODES > 1
1022                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1023                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1024 #endif
1025                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1026                 if (unlikely(do_softlimit))
1027                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1028 #if MAX_NUMNODES > 1
1029                 if (unlikely(do_numainfo))
1030                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1031 #endif
1032         }
1033 }
1034
1035 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1036 {
1037         /*
1038          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1039          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1040          * So this can be called with p == NULL.
1041          */
1042         if (unlikely(!p))
1043                 return NULL;
1044
1045         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1046 }
1047
1048 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1049 {
1050         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1051
1052         rcu_read_lock();
1053         do {
1054                 /*
1055                  * Page cache insertions can happen withou an
1056                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1057                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1058                  */
1059                 if (unlikely(!mm))
1060                         memcg = root_mem_cgroup;
1061                 else {
1062                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1063                         if (unlikely(!memcg))
1064                                 memcg = root_mem_cgroup;
1065                 }
1066         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Returns a next (in a pre-order walk) alive memcg (with elevated css
1073  * ref. count) or NULL if the whole root's subtree has been visited.
1074  *
1075  * helper function to be used by mem_cgroup_iter
1076  */
1077 static struct mem_cgroup *__mem_cgroup_iter_next(struct mem_cgroup *root,
1078                 struct mem_cgroup *last_visited)
1079 {
1080         struct cgroup_subsys_state *prev_css, *next_css;
1081
1082         prev_css = last_visited ? &last_visited->css : NULL;
1083 skip_node:
1084         next_css = css_next_descendant_pre(prev_css, &root->css);
1085
1086         /*
1087          * Even if we found a group we have to make sure it is
1088          * alive. css && !memcg means that the groups should be
1089          * skipped and we should continue the tree walk.
1090          * last_visited css is safe to use because it is
1091          * protected by css_get and the tree walk is rcu safe.
1092          *
1093          * We do not take a reference on the root of the tree walk
1094          * because we might race with the root removal when it would
1095          * be the only node in the iterated hierarchy and mem_cgroup_iter
1096          * would end up in an endless loop because it expects that at
1097          * least one valid node will be returned. Root cannot disappear
1098          * because caller of the iterator should hold it already so
1099          * skipping css reference should be safe.
1100          */
1101         if (next_css) {
1102                 if ((next_css == &root->css) ||
1103                     ((next_css->flags & CSS_ONLINE) &&
1104                      css_tryget_online(next_css)))
1105                         return mem_cgroup_from_css(next_css);
1106
1107                 prev_css = next_css;
1108                 goto skip_node;
1109         }
1110
1111         return NULL;
1112 }
1113
1114 static void mem_cgroup_iter_invalidate(struct mem_cgroup *root)
1115 {
1116         /*
1117          * When a group in the hierarchy below root is destroyed, the
1118          * hierarchy iterator can no longer be trusted since it might
1119          * have pointed to the destroyed group.  Invalidate it.
1120          */
1121         atomic_inc(&root->dead_count);
1122 }
1123
1124 static struct mem_cgroup *
1125 mem_cgroup_iter_load(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1126                      struct mem_cgroup *root,
1127                      int *sequence)
1128 {
1129         struct mem_cgroup *position = NULL;
1130         /*
1131          * A cgroup destruction happens in two stages: offlining and
1132          * release.  They are separated by a RCU grace period.
1133          *
1134          * If the iterator is valid, we may still race with an
1135          * offlining.  The RCU lock ensures the object won't be
1136          * released, tryget will fail if we lost the race.
1137          */
1138         *sequence = atomic_read(&root->dead_count);
1139         if (iter->last_dead_count == *sequence) {
1140                 smp_rmb();
1141                 position = iter->last_visited;
1142
1143                 /*
1144                  * We cannot take a reference to root because we might race
1145                  * with root removal and returning NULL would end up in
1146                  * an endless loop on the iterator user level when root
1147                  * would be returned all the time.
1148                  */
1149                 if (position && position != root &&
1150                     !css_tryget_online(&position->css))
1151                         position = NULL;
1152         }
1153         return position;
1154 }
1155
1156 static void mem_cgroup_iter_update(struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter,
1157                                    struct mem_cgroup *last_visited,
1158                                    struct mem_cgroup *new_position,
1159                                    struct mem_cgroup *root,
1160                                    int sequence)
1161 {
1162         /* root reference counting symmetric to mem_cgroup_iter_load */
1163         if (last_visited && last_visited != root)
1164                 css_put(&last_visited->css);
1165         /*
1166          * We store the sequence count from the time @last_visited was
1167          * loaded successfully instead of rereading it here so that we
1168          * don't lose destruction events in between.  We could have
1169          * raced with the destruction of @new_position after all.
1170          */
1171         iter->last_visited = new_position;
1172         smp_wmb();
1173         iter->last_dead_count = sequence;
1174 }
1175
1176 /**
1177  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1178  * @root: hierarchy root
1179  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1180  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1181  *
1182  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1183  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1184  *
1185  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1186  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1187  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1188  *
1189  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1190  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1191  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1192  */
1193 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1194                                    struct mem_cgroup *prev,
1195                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1196 {
1197         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1198         struct mem_cgroup *last_visited = NULL;
1199
1200         if (mem_cgroup_disabled())
1201                 return NULL;
1202
1203         if (!root)
1204                 root = root_mem_cgroup;
1205
1206         if (prev && !reclaim)
1207                 last_visited = prev;
1208
1209         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1210                 if (prev)
1211                         goto out_css_put;
1212                 return root;
1213         }
1214
1215         rcu_read_lock();
1216         while (!memcg) {
1217                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1218                 int uninitialized_var(seq);
1219
1220                 if (reclaim) {
1221                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1222
1223                         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
1224                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1225                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation) {
1226                                 iter->last_visited = NULL;
1227                                 goto out_unlock;
1228                         }
1229
1230                         last_visited = mem_cgroup_iter_load(iter, root, &seq);
1231                 }
1232
1233                 memcg = __mem_cgroup_iter_next(root, last_visited);
1234
1235                 if (reclaim) {
1236                         mem_cgroup_iter_update(iter, last_visited, memcg, root,
1237                                         seq);
1238
1239                         if (!memcg)
1240                                 iter->generation++;
1241                         else if (!prev && memcg)
1242                                 reclaim->generation = iter->generation;
1243                 }
1244
1245                 if (prev && !memcg)
1246                         goto out_unlock;
1247         }
1248 out_unlock:
1249         rcu_read_unlock();
1250 out_css_put:
1251         if (prev && prev != root)
1252                 css_put(&prev->css);
1253
1254         return memcg;
1255 }
1256
1257 /**
1258  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1259  * @root: hierarchy root
1260  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1261  */
1262 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1263                            struct mem_cgroup *prev)
1264 {
1265         if (!root)
1266                 root = root_mem_cgroup;
1267         if (prev && prev != root)
1268                 css_put(&prev->css);
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1273  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1274  * be used for reference counting.
1275  */
1276 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1277         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1278              iter != NULL;                              \
1279              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1280
1281 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1282         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1283              iter != NULL;                              \
1284              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1285
1286 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1287 {
1288         struct mem_cgroup *memcg;
1289
1290         rcu_read_lock();
1291         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1292         if (unlikely(!memcg))
1293                 goto out;
1294
1295         switch (idx) {
1296         case PGFAULT:
1297                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1298                 break;
1299         case PGMAJFAULT:
1300                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1301                 break;
1302         default:
1303                 BUG();
1304         }
1305 out:
1306         rcu_read_unlock();
1307 }
1308 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1309
1310 /**
1311  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1312  * @zone: zone of the wanted lruvec
1313  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1314  *
1315  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1316  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1317  * is disabled.
1318  */
1319 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1320                                       struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1323         struct lruvec *lruvec;
1324
1325         if (mem_cgroup_disabled()) {
1326                 lruvec = &zone->lruvec;
1327                 goto out;
1328         }
1329
1330         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1331         lruvec = &mz->lruvec;
1332 out:
1333         /*
1334          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1335          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1336          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1337          */
1338         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1339                 lruvec->zone = zone;
1340         return lruvec;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1345  * @page: the page
1346  * @zone: zone of the page
1347  */
1348 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1349 {
1350         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1351         struct mem_cgroup *memcg;
1352         struct page_cgroup *pc;
1353         struct lruvec *lruvec;
1354
1355         if (mem_cgroup_disabled()) {
1356                 lruvec = &zone->lruvec;
1357                 goto out;
1358         }
1359
1360         pc = lookup_page_cgroup(page);
1361         memcg = pc->mem_cgroup;
1362
1363         /*
1364          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1365          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1366          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1367          *
1368          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1369          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1370          * of pc->mem_cgroup safe.
1371          */
1372         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1373                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1374
1375         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1376         lruvec = &mz->lruvec;
1377 out:
1378         /*
1379          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1380          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1381          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1382          */
1383         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1384                 lruvec->zone = zone;
1385         return lruvec;
1386 }
1387
1388 /**
1389  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1390  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1391  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1392  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1393  *
1394  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1395  * lru list.
1396  */
1397 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1398                                 int nr_pages)
1399 {
1400         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1401         unsigned long *lru_size;
1402
1403         if (mem_cgroup_disabled())
1404                 return;
1405
1406         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1407         lru_size = mz->lru_size + lru;
1408         *lru_size += nr_pages;
1409         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1410 }
1411
1412 /*
1413  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1414  * hierarchy subtree
1415  */
1416 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1417                                   struct mem_cgroup *memcg)
1418 {
1419         if (root_memcg == memcg)
1420                 return true;
1421         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1422                 return false;
1423         return cgroup_is_descendant(memcg->css.cgroup, root_memcg->css.cgroup);
1424 }
1425
1426 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1427                                        struct mem_cgroup *memcg)
1428 {
1429         bool ret;
1430
1431         rcu_read_lock();
1432         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1433         rcu_read_unlock();
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task,
1438                         const struct mem_cgroup *memcg)
1439 {
1440         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1441         struct task_struct *p;
1442         bool ret;
1443
1444         p = find_lock_task_mm(task);
1445         if (p) {
1446                 curr = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1447                 task_unlock(p);
1448         } else {
1449                 /*
1450                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1451                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1452                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1453                  */
1454                 rcu_read_lock();
1455                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1456                 if (curr)
1457                         css_get(&curr->css);
1458                 rcu_read_unlock();
1459         }
1460         /*
1461          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1462          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1463          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1464          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1465          */
1466         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1467         css_put(&curr->css);
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1472 {
1473         unsigned long inactive_ratio;
1474         unsigned long inactive;
1475         unsigned long active;
1476         unsigned long gb;
1477
1478         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1479         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1480
1481         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1482         if (gb)
1483                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1484         else
1485                 inactive_ratio = 1;
1486
1487         return inactive * inactive_ratio < active;
1488 }
1489
1490 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1491         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1492
1493 /**
1494  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1495  * @memcg: the memory cgroup
1496  *
1497  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1498  * pages.
1499  */
1500 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         unsigned long long margin;
1503
1504         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1505         if (do_swap_account)
1506                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1507         return margin >> PAGE_SHIFT;
1508 }
1509
1510 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         /* root ? */
1513         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg->css.parent)
1514                 return vm_swappiness;
1515
1516         return memcg->swappiness;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1521  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1522  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1523  * rcu_read_lock(), like this:
1524  *
1525  *         CPU-A                                    CPU-B
1526  *                                              rcu_read_lock()
1527  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1528  *                                                   take heavy locks.
1529  *         synchronize_rcu()                    update something.
1530  *                                              rcu_read_unlock()
1531  *         start move here.
1532  */
1533
1534 /* for quick checking without looking up memcg */
1535 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1536
1537 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         atomic_inc(&memcg_moving);
1540         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1541         synchronize_rcu();
1542 }
1543
1544 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         /*
1547          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1548          * We check NULL in callee rather than caller.
1549          */
1550         if (memcg) {
1551                 atomic_dec(&memcg_moving);
1552                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1553         }
1554 }
1555
1556 /*
1557  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1558  *
1559  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1560  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1561  * caused by "move".
1562  */
1563 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *from;
1566         struct mem_cgroup *to;
1567         bool ret = false;
1568         /*
1569          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1570          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1571          */
1572         spin_lock(&mc.lock);
1573         from = mc.from;
1574         to = mc.to;
1575         if (!from)
1576                 goto unlock;
1577
1578         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1579                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1580 unlock:
1581         spin_unlock(&mc.lock);
1582         return ret;
1583 }
1584
1585 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1588                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1589                         DEFINE_WAIT(wait);
1590                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1591                         /* moving charge context might have finished. */
1592                         if (mc.moving_task)
1593                                 schedule();
1594                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1595                         return true;
1596                 }
1597         }
1598         return false;
1599 }
1600
1601 /*
1602  * Take this lock when
1603  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1604  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1605  */
1606 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1607                                   unsigned long *flags)
1608 {
1609         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1610 }
1611
1612 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1613                                 unsigned long *flags)
1614 {
1615         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1616 }
1617
1618 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1619 /**
1620  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1621  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1622  * @p: Task that is going to be killed
1623  *
1624  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1625  * enabled
1626  */
1627 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1628 {
1629         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1630         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1631         struct mem_cgroup *iter;
1632         unsigned int i;
1633
1634         if (!p)
1635                 return;
1636
1637         mutex_lock(&oom_info_lock);
1638         rcu_read_lock();
1639
1640         pr_info("Task in ");
1641         pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1642         pr_info(" killed as a result of limit of ");
1643         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1644         pr_info("\n");
1645
1646         rcu_read_unlock();
1647
1648         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1649                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1650                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1651                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1652         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1653                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1654                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1655                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1656         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1657                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1658                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1659                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1660
1661         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1662                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1663                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1664                 pr_cont(":");
1665
1666                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1667                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1668                                 continue;
1669                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1670                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1671                 }
1672
1673                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1674                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1675                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1676
1677                 pr_cont("\n");
1678         }
1679         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1680 }
1681
1682 /*
1683  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1684  * 1(self count) if no children.
1685  */
1686 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         int num = 0;
1689         struct mem_cgroup *iter;
1690
1691         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1692                 num++;
1693         return num;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1698  */
1699 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1700 {
1701         u64 limit;
1702
1703         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1704
1705         /*
1706          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1707          */
1708         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1709                 u64 memsw;
1710
1711                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1712                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1713
1714                 /*
1715                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1716                  * available to this memcg, return that limit.
1717                  */
1718                 limit = min(limit, memsw);
1719         }
1720
1721         return limit;
1722 }
1723
1724 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1725                                      int order)
1726 {
1727         struct mem_cgroup *iter;
1728         unsigned long chosen_points = 0;
1729         unsigned long totalpages;
1730         unsigned int points = 0;
1731         struct task_struct *chosen = NULL;
1732
1733         /*
1734          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1735          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1736          * quickly exit and free its memory.
1737          */
1738         if (fatal_signal_pending(current) || current->flags & PF_EXITING) {
1739                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1740                 return;
1741         }
1742
1743         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1744         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1745         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1746                 struct css_task_iter it;
1747                 struct task_struct *task;
1748
1749                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1750                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1751                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1752                                                         false)) {
1753                         case OOM_SCAN_SELECT:
1754                                 if (chosen)
1755                                         put_task_struct(chosen);
1756                                 chosen = task;
1757                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1758                                 get_task_struct(chosen);
1759                                 /* fall through */
1760                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1761                                 continue;
1762                         case OOM_SCAN_ABORT:
1763                                 css_task_iter_end(&it);
1764                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1765                                 if (chosen)
1766                                         put_task_struct(chosen);
1767                                 return;
1768                         case OOM_SCAN_OK:
1769                                 break;
1770                         };
1771                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1772                         if (!points || points < chosen_points)
1773                                 continue;
1774                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1775                         if (points == chosen_points &&
1776                             thread_group_leader(chosen))
1777                                 continue;
1778
1779                         if (chosen)
1780                                 put_task_struct(chosen);
1781                         chosen = task;
1782                         chosen_points = points;
1783                         get_task_struct(chosen);
1784                 }
1785                 css_task_iter_end(&it);
1786         }
1787
1788         if (!chosen)
1789                 return;
1790         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1791         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1792                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1793 }
1794
1795 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1796                                         gfp_t gfp_mask,
1797                                         unsigned long flags)
1798 {
1799         unsigned long total = 0;
1800         bool noswap = false;
1801         int loop;
1802
1803         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1804                 noswap = true;
1805         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1806                 noswap = true;
1807
1808         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1809                 if (loop)
1810                         drain_all_stock_async(memcg);
1811                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1812                 /*
1813                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1814                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1815                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1816                  */
1817                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1818                         break;
1819                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1820                         break;
1821                 /*
1822                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1823                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1824                  */
1825                 if (loop && !total)
1826                         break;
1827         }
1828         return total;
1829 }
1830
1831 /**
1832  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1833  * @memcg: the target memcg
1834  * @nid: the node ID to be checked.
1835  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1836  *
1837  * This function returns whether the specified memcg contains any
1838  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1839  * pages in the node.
1840  */
1841 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1842                 int nid, bool noswap)
1843 {
1844         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1845                 return true;
1846         if (noswap || !total_swap_pages)
1847                 return false;
1848         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1849                 return true;
1850         return false;
1851
1852 }
1853 #if MAX_NUMNODES > 1
1854
1855 /*
1856  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1857  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1858  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1859  *
1860  */
1861 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         int nid;
1864         /*
1865          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1866          * pagein/pageout changes since the last update.
1867          */
1868         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1869                 return;
1870         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1871                 return;
1872
1873         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1874         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1875
1876         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1877
1878                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1879                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1880         }
1881
1882         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1883         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1884 }
1885
1886 /*
1887  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1888  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1889  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1890  *
1891  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1892  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1893  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1894  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1895  *
1896  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1897  */
1898 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1899 {
1900         int node;
1901
1902         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1903         node = memcg->last_scanned_node;
1904
1905         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1906         if (node == MAX_NUMNODES)
1907                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1908         /*
1909          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1910          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1911          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1912          * we use curret node.
1913          */
1914         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1915                 node = numa_node_id();
1916
1917         memcg->last_scanned_node = node;
1918         return node;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1923  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1924  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1925  * enough new information. We need to do double check.
1926  */
1927 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1928 {
1929         int nid;
1930
1931         /*
1932          * quick check...making use of scan_node.
1933          * We can skip unused nodes.
1934          */
1935         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1936                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1937                      nid < MAX_NUMNODES;
1938                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1939
1940                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1941                                 return true;
1942                 }
1943         }
1944         /*
1945          * Check rest of nodes.
1946          */
1947         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1948                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1949                         continue;
1950                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1951                         return true;
1952         }
1953         return false;
1954 }
1955
1956 #else
1957 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1958 {
1959         return 0;
1960 }
1961
1962 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1963 {
1964         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1965 }
1966 #endif
1967
1968 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1969                                    struct zone *zone,
1970                                    gfp_t gfp_mask,
1971                                    unsigned long *total_scanned)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1974         int total = 0;
1975         int loop = 0;
1976         unsigned long excess;
1977         unsigned long nr_scanned;
1978         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1979                 .zone = zone,
1980                 .priority = 0,
1981         };
1982
1983         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1984
1985         while (1) {
1986                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1987                 if (!victim) {
1988                         loop++;
1989                         if (loop >= 2) {
1990                                 /*
1991                                  * If we have not been able to reclaim
1992                                  * anything, it might because there are
1993                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1994                                  */
1995                                 if (!total)
1996                                         break;
1997                                 /*
1998                                  * We want to do more targeted reclaim.
1999                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
2000                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
2001                                  * coming back to reclaim from this cgroup
2002                                  */
2003                                 if (total >= (excess >> 2) ||
2004                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
2005                                         break;
2006                         }
2007                         continue;
2008                 }
2009                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
2010                         continue;
2011                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
2012                                                      zone, &nr_scanned);
2013                 *total_scanned += nr_scanned;
2014                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
2015                         break;
2016         }
2017         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
2018         return total;
2019 }
2020
2021 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
2022 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
2023         .name = "memcg_oom_lock",
2024 };
2025 #endif
2026
2027 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2028
2029 /*
2030  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
2031  * If someone is running, return false.
2032  */
2033 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
2036
2037         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2038
2039         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2040                 if (iter->oom_lock) {
2041                         /*
2042                          * this subtree of our hierarchy is already locked
2043                          * so we cannot give a lock.
2044                          */
2045                         failed = iter;
2046                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2047                         break;
2048                 } else
2049                         iter->oom_lock = true;
2050         }
2051
2052         if (failed) {
2053                 /*
2054                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
2055                  * to clean up what we set up to the failing subtree
2056                  */
2057                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2058                         if (iter == failed) {
2059                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2060                                 break;
2061                         }
2062                         iter->oom_lock = false;
2063                 }
2064         } else
2065                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
2066
2067         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2068
2069         return !failed;
2070 }
2071
2072 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2073 {
2074         struct mem_cgroup *iter;
2075
2076         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2077         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
2078         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2079                 iter->oom_lock = false;
2080         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2081 }
2082
2083 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2084 {
2085         struct mem_cgroup *iter;
2086
2087         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2088                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2089 }
2090
2091 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2092 {
2093         struct mem_cgroup *iter;
2094
2095         /*
2096          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2097          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2098          * atomic_add_unless() here.
2099          */
2100         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2101                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2102 }
2103
2104 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2105
2106 struct oom_wait_info {
2107         struct mem_cgroup *memcg;
2108         wait_queue_t    wait;
2109 };
2110
2111 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2112         unsigned mode, int sync, void *arg)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2115         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2116         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2117
2118         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2119         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2120
2121         /*
2122          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2123          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2124          */
2125         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2126                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2127                 return 0;
2128         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2129 }
2130
2131 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2132 {
2133         atomic_inc(&memcg->oom_wakeups);
2134         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2135         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2136 }
2137
2138 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2139 {
2140         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2141                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2142 }
2143
2144 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2145 {
2146         if (!current->memcg_oom.may_oom)
2147                 return;
2148         /*
2149          * We are in the middle of the charge context here, so we
2150          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2151          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2152          *
2153          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
2154          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
2155          * invocation might not even be necessary.
2156          *
2157          * That's why we don't do anything here except remember the
2158          * OOM context and then deal with it at the end of the page
2159          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
2160          * and when we know whether the fault was overall successful.
2161          */
2162         css_get(&memcg->css);
2163         current->memcg_oom.memcg = memcg;
2164         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
2165         current->memcg_oom.order = order;
2166 }
2167
2168 /**
2169  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2170  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2171  *
2172  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2173  * handler was enabled.
2174  *
2175  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2176  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2177  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2178  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2179  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2180  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2181  *
2182  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2183  * completed, %false otherwise.
2184  */
2185 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2186 {
2187         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
2188         struct oom_wait_info owait;
2189         bool locked;
2190
2191         /* OOM is global, do not handle */
2192         if (!memcg)
2193                 return false;
2194
2195         if (!handle)
2196                 goto cleanup;
2197
2198         owait.memcg = memcg;
2199         owait.wait.flags = 0;
2200         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2201         owait.wait.private = current;
2202         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2203
2204         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2205         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2206
2207         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2208
2209         if (locked)
2210                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2211
2212         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2213                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2214                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2215                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
2216                                          current->memcg_oom.order);
2217         } else {
2218                 schedule();
2219                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2220                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2221         }
2222
2223         if (locked) {
2224                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2225                 /*
2226                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2227                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2228                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2229                  */
2230                 memcg_oom_recover(memcg);
2231         }
2232 cleanup:
2233         current->memcg_oom.memcg = NULL;
2234         css_put(&memcg->css);
2235         return true;
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Used to update mapped file or writeback or other statistics.
2240  *
2241  * Notes: Race condition
2242  *
2243  * Charging occurs during page instantiation, while the page is
2244  * unmapped and locked in page migration, or while the page table is
2245  * locked in THP migration.  No race is possible.
2246  *
2247  * Uncharge happens to pages with zero references, no race possible.
2248  *
2249  * Charge moving between groups is protected by checking mm->moving
2250  * account and taking the move_lock in the slowpath.
2251  */
2252
2253 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2254                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2255 {
2256         struct mem_cgroup *memcg;
2257         struct page_cgroup *pc;
2258
2259         pc = lookup_page_cgroup(page);
2260 again:
2261         memcg = pc->mem_cgroup;
2262         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2263                 return;
2264         /*
2265          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2266          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2267          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2268          * rcu_read_unlock().
2269          */
2270         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2271         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2272                 return;
2273
2274         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2275         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2276                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2277                 goto again;
2278         }
2279         *locked = true;
2280 }
2281
2282 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2283 {
2284         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2285
2286         /*
2287          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2288          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2289          * should take move_lock_mem_cgroup().
2290          */
2291         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2292 }
2293
2294 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2295                                  enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
2296 {
2297         struct mem_cgroup *memcg;
2298         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2299         unsigned long uninitialized_var(flags);
2300
2301         if (mem_cgroup_disabled())
2302                 return;
2303
2304         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
2305         memcg = pc->mem_cgroup;
2306         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2307                 return;
2308
2309         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2314  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2315  */
2316 #define CHARGE_BATCH    32U
2317 struct memcg_stock_pcp {
2318         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2319         unsigned int nr_pages;
2320         struct work_struct work;
2321         unsigned long flags;
2322 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2323 };
2324 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2325 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2326
2327 /**
2328  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2329  * @memcg: memcg to consume from.
2330  * @nr_pages: how many pages to charge.
2331  *
2332  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2333  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2334  * service an allocation will refill the stock.
2335  *
2336  * returns true if successful, false otherwise.
2337  */
2338 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2339 {
2340         struct memcg_stock_pcp *stock;
2341         bool ret = true;
2342
2343         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2344                 return false;
2345
2346         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2347         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2348                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2349         else /* need to call res_counter_charge */
2350                 ret = false;
2351         put_cpu_var(memcg_stock);
2352         return ret;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2357  */
2358 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2359 {
2360         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2361
2362         if (stock->nr_pages) {
2363                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2364
2365                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2366                 if (do_swap_account)
2367                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2368                 stock->nr_pages = 0;
2369         }
2370         stock->cached = NULL;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2375  * a thread which is pinned to local cpu.
2376  */
2377 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2378 {
2379         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2380         drain_stock(stock);
2381         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2382 }
2383
2384 static void __init memcg_stock_init(void)
2385 {
2386         int cpu;
2387
2388         for_each_possible_cpu(cpu) {
2389                 struct memcg_stock_pcp *stock =
2390                                         &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2391                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2397  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2398  */
2399 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2400 {
2401         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2402
2403         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2404                 drain_stock(stock);
2405                 stock->cached = memcg;
2406         }
2407         stock->nr_pages += nr_pages;
2408         put_cpu_var(memcg_stock);
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2413  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2414  * until the work is done.
2415  */
2416 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2417 {
2418         int cpu, curcpu;
2419
2420         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2421         get_online_cpus();
2422         curcpu = get_cpu();
2423         for_each_online_cpu(cpu) {
2424                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2425                 struct mem_cgroup *memcg;
2426
2427                 memcg = stock->cached;
2428                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2429                         continue;
2430                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2431                         continue;
2432                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2433                         if (cpu == curcpu)
2434                                 drain_local_stock(&stock->work);
2435                         else
2436                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2437                 }
2438         }
2439         put_cpu();
2440
2441         if (!sync)
2442                 goto out;
2443
2444         for_each_online_cpu(cpu) {
2445                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2446                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2447                         flush_work(&stock->work);
2448         }
2449 out:
2450         put_online_cpus();
2451 }
2452
2453 /*
2454  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2455  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2456  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2457  * it.
2458  */
2459 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2460 {
2461         /*
2462          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2463          */
2464         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2465                 return;
2466         drain_all_stock(root_memcg, false);
2467         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2468 }
2469
2470 /* This is a synchronous drain interface. */
2471 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2472 {
2473         /* called when force_empty is called */
2474         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2475         drain_all_stock(root_memcg, true);
2476         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2477 }
2478
2479 /*
2480  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2481  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2482  */
2483 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2484 {
2485         int i;
2486
2487         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2488         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2489                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2490
2491                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2492                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2493         }
2494         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2495                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2496
2497                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2498                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2499         }
2500         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2501 }
2502
2503 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2504                                         unsigned long action,
2505                                         void *hcpu)
2506 {
2507         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2508         struct memcg_stock_pcp *stock;
2509         struct mem_cgroup *iter;
2510
2511         if (action == CPU_ONLINE)
2512                 return NOTIFY_OK;
2513
2514         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2515                 return NOTIFY_OK;
2516
2517         for_each_mem_cgroup(iter)
2518                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2519
2520         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2521         drain_stock(stock);
2522         return NOTIFY_OK;
2523 }
2524
2525 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2526                       unsigned int nr_pages)
2527 {
2528         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2529         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2530         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2531         struct res_counter *fail_res;
2532         unsigned long nr_reclaimed;
2533         unsigned long flags = 0;
2534         unsigned long long size;
2535         int ret = 0;
2536
2537 retry:
2538         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2539                 goto done;
2540
2541         size = batch * PAGE_SIZE;
2542         if (!res_counter_charge(&memcg->res, size, &fail_res)) {
2543                 if (!do_swap_account)
2544                         goto done_restock;
2545                 if (!res_counter_charge(&memcg->memsw, size, &fail_res))
2546                         goto done_restock;
2547                 res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2548                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2549                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2550         } else
2551                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2552
2553         if (batch > nr_pages) {
2554                 batch = nr_pages;
2555                 goto retry;
2556         }
2557
2558         /*
2559          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2560          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2561          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2562          * free their memory.
2563          */
2564         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2565                      fatal_signal_pending(current) ||
2566                      current->flags & PF_EXITING))
2567                 goto bypass;
2568
2569         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2570                 goto nomem;
2571
2572         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2573                 goto nomem;
2574
2575         nr_reclaimed = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2576
2577         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2578                 goto retry;
2579
2580         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2581                 goto nomem;
2582         /*
2583          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2584          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2585          * before killing the task.
2586          *
2587          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2588          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2589          * to regular pages anyway in case of failure.
2590          */
2591         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2592                 goto retry;
2593         /*
2594          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2595          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2596          */
2597         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2598                 goto retry;
2599
2600         if (nr_retries--)
2601                 goto retry;
2602
2603         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2604                 goto bypass;
2605
2606         if (fatal_signal_pending(current))
2607                 goto bypass;
2608
2609         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2610 nomem:
2611         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2612                 return -ENOMEM;
2613 bypass:
2614         memcg = root_mem_cgroup;
2615         ret = -EINTR;
2616         goto retry;
2617
2618 done_restock:
2619         if (batch > nr_pages)
2620                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2621 done:
2622         return ret;
2623 }
2624
2625 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2626 {
2627         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2628
2629         res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2630         if (do_swap_account)
2631                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2632 }
2633
2634 /*
2635  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2636  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2637  */
2638 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2639                                         unsigned int nr_pages)
2640 {
2641         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2642
2643         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2644         if (do_swap_account)
2645                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2646                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2647 }
2648
2649 /*
2650  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2651  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
2652  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
2653  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
2654  */
2655 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2656 {
2657         /* ID 0 is unused ID */
2658         if (!id)
2659                 return NULL;
2660         return mem_cgroup_from_id(id);
2661 }
2662
2663 /*
2664  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2665  * @page: the page
2666  *
2667  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2668  *
2669  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2670  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2671  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2672  */
2673 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2674 {
2675         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2676         struct page_cgroup *pc;
2677         unsigned short id;
2678         swp_entry_t ent;
2679
2680         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2681
2682         pc = lookup_page_cgroup(page);
2683         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2684                 memcg = pc->mem_cgroup;
2685                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2686                         memcg = NULL;
2687         } else if (PageSwapCache(page)) {
2688                 ent.val = page_private(page);
2689                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2690                 rcu_read_lock();
2691                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2692                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2693                         memcg = NULL;
2694                 rcu_read_unlock();
2695         }
2696         return memcg;
2697 }
2698
2699 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2700 {
2701         struct zone *zone = page_zone(page);
2702
2703         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2704         if (PageLRU(page)) {
2705                 struct lruvec *lruvec;
2706
2707                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2708                 ClearPageLRU(page);
2709                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2710                 *isolated = 1;
2711         } else
2712                 *isolated = 0;
2713 }
2714
2715 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2716 {
2717         struct zone *zone = page_zone(page);
2718
2719         if (isolated) {
2720                 struct lruvec *lruvec;
2721
2722                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2723                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2724                 SetPageLRU(page);
2725                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2726         }
2727         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2728 }
2729
2730 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2731                           unsigned int nr_pages, bool lrucare)
2732 {
2733         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2734         int isolated;
2735
2736         VM_BUG_ON_PAGE(PageCgroupUsed(pc), page);
2737         /*
2738          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2739          * accessed by any other context at this point.
2740          */
2741
2742         /*
2743          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2744          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2745          */
2746         if (lrucare)
2747                 lock_page_lru(page, &isolated);
2748
2749         /*
2750          * Nobody should be changing or seriously looking at
2751          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point:
2752          *
2753          * - the page is uncharged
2754          *
2755          * - the page is off-LRU
2756          *
2757          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2758          *   a locked page table
2759          *
2760          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2761          *   have the page locked
2762          */
2763         pc->mem_cgroup = memcg;
2764         pc->flags = PCG_USED | PCG_MEM | (do_swap_account ? PCG_MEMSW : 0);
2765
2766         if (lrucare)
2767                 unlock_page_lru(page, isolated);
2768
2769         local_irq_disable();
2770         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
2771         /*
2772          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2773          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2774          * if they exceeds softlimit.
2775          */
2776         memcg_check_events(memcg, page);
2777         local_irq_enable();
2778 }
2779
2780 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2781
2782 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2783 /*
2784  * The memcg_slab_mutex is held whenever a per memcg kmem cache is created or
2785  * destroyed. It protects memcg_caches arrays and memcg_slab_caches lists.
2786  */
2787 static DEFINE_MUTEX(memcg_slab_mutex);
2788
2789 static DEFINE_MUTEX(activate_kmem_mutex);
2790
2791 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2792 {
2793         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2794                 memcg_kmem_is_active(memcg);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2799  * in the memcg_cache_params struct.
2800  */
2801 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2802 {
2803         struct kmem_cache *cachep;
2804
2805         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2806         cachep = p->root_cache;
2807         return cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(p->memcg));
2808 }
2809
2810 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2811 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct seq_file *m, void *v)
2812 {
2813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
2814         struct memcg_cache_params *params;
2815
2816         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2817                 return -EIO;
2818
2819         print_slabinfo_header(m);
2820
2821         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
2822         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2823                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2824         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
2825
2826         return 0;
2827 }
2828 #endif
2829
2830 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2831 {
2832         struct res_counter *fail_res;
2833         int ret = 0;
2834
2835         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2836         if (ret)
2837                 return ret;
2838
2839         ret = try_charge(memcg, gfp, size >> PAGE_SHIFT);
2840         if (ret == -EINTR)  {
2841                 /*
2842                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2843                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2844                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2845                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2846                  * perspective, the cache has already been selected, by
2847                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2848                  * our minds.
2849                  *
2850                  * This condition will only trigger if the task entered
2851                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2852                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2853                  * when the allocation triggers should have been already
2854                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2855                  */
2856                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2857                 if (do_swap_account)
2858                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2859                                                   &fail_res);
2860                 ret = 0;
2861         } else if (ret)
2862                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2863
2864         return ret;
2865 }
2866
2867 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2868 {
2869         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2870         if (do_swap_account)
2871                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2872
2873         /* Not down to 0 */
2874         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2875                 return;
2876
2877         /*
2878          * Releases a reference taken in kmem_cgroup_css_offline in case
2879          * this last uncharge is racing with the offlining code or it is
2880          * outliving the memcg existence.
2881          *
2882          * The memory barrier imposed by test&clear is paired with the
2883          * explicit one in memcg_kmem_mark_dead().
2884          */
2885         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2886                 css_put(&memcg->css);
2887 }
2888
2889 /*
2890  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2891  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2892  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2893  */
2894 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2895 {
2896         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2897 }
2898
2899 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2900 {
2901         ssize_t size;
2902         if (num_groups <= 0)
2903                 return 0;
2904
2905         size = 2 * num_groups;
2906         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2907                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2908         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2909                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2910
2911         return size;
2912 }
2913
2914 /*
2915  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2916  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2917  * calling this.
2918  */
2919 void memcg_update_array_size(int num)
2920 {
2921         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2922                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2923 }
2924
2925 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2926 {
2927         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2928
2929         VM_BUG_ON(!is_root_cache(s));
2930
2931         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2932                 int i;
2933                 struct memcg_cache_params *new_params;
2934                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2935
2936                 size *= sizeof(void *);
2937                 size += offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2938
2939                 new_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2940                 if (!new_params)
2941                         return -ENOMEM;
2942
2943                 new_params->is_root_cache = true;
2944
2945                 /*
2946                  * There is the chance it will be bigger than
2947                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2948                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2949                  * have a bigger array.
2950                  *
2951                  * But if that is the case, the data after
2952                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2953                  */
2954                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2955                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2956                                 continue;
2957                         new_params->memcg_caches[i] =
2958                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2959                 }
2960
2961                 /*
2962                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
2963                  * then free the old one. But this is not worth the extra
2964                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
2965                  *
2966                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
2967                  * bigger than the others. And all updates will reset this
2968                  * anyway.
2969                  */
2970                 rcu_assign_pointer(s->memcg_params, new_params);
2971                 if (cur_params)
2972                         kfree_rcu(cur_params, rcu_head);
2973         }
2974         return 0;
2975 }
2976
2977 int memcg_alloc_cache_params(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
2978                              struct kmem_cache *root_cache)
2979 {
2980         size_t size;
2981
2982         if (!memcg_kmem_enabled())
2983                 return 0;
2984
2985         if (!memcg) {
2986                 size = offsetof(struct memcg_cache_params, memcg_caches);
2987                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
2988         } else
2989                 size = sizeof(struct memcg_cache_params);
2990
2991         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2992         if (!s->memcg_params)
2993                 return -ENOMEM;
2994
2995         if (memcg) {
2996                 s->memcg_params->memcg = memcg;
2997                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
2998                 css_get(&memcg->css);
2999         } else
3000                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3001
3002         return 0;
3003 }
3004
3005 void memcg_free_cache_params(struct kmem_cache *s)
3006 {
3007         if (!s->memcg_params)
3008                 return;
3009         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3010                 css_put(&s->memcg_params->memcg->css);
3011         kfree(s->memcg_params);
3012 }
3013
3014 static void memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3015                                  struct kmem_cache *root_cache)
3016 {
3017         static char memcg_name_buf[NAME_MAX + 1]; /* protected by
3018                                                      memcg_slab_mutex */
3019         struct kmem_cache *cachep;
3020         int id;
3021
3022         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3023
3024         id = memcg_cache_id(memcg);
3025
3026         /*
3027          * Since per-memcg caches are created asynchronously on first
3028          * allocation (see memcg_kmem_get_cache()), several threads can try to
3029          * create the same cache, but only one of them may succeed.
3030          */
3031         if (cache_from_memcg_idx(root_cache, id))
3032                 return;
3033
3034         cgroup_name(memcg->css.cgroup, memcg_name_buf, NAME_MAX + 1);
3035         cachep = memcg_create_kmem_cache(memcg, root_cache, memcg_name_buf);
3036         /*
3037          * If we could not create a memcg cache, do not complain, because
3038          * that's not critical at all as we can always proceed with the root
3039          * cache.
3040          */
3041         if (!cachep)
3042                 return;
3043
3044         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
3045
3046         /*
3047          * Since readers won't lock (see cache_from_memcg_idx()), we need a
3048          * barrier here to ensure nobody will see the kmem_cache partially
3049          * initialized.
3050          */
3051         smp_wmb();
3052
3053         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id]);
3054         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = cachep;
3055 }
3056
3057 static void memcg_unregister_cache(struct kmem_cache *cachep)
3058 {
3059         struct kmem_cache *root_cache;
3060         struct mem_cgroup *memcg;
3061         int id;
3062
3063         lockdep_assert_held(&memcg_slab_mutex);
3064
3065         BUG_ON(is_root_cache(cachep));
3066
3067         root_cache = cachep->memcg_params->root_cache;
3068         memcg = cachep->memcg_params->memcg;
3069         id = memcg_cache_id(memcg);
3070
3071         BUG_ON(root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] != cachep);
3072         root_cache->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3073
3074         list_del(&cachep->memcg_params->list);
3075
3076         kmem_cache_destroy(cachep);
3077 }
3078
3079 /*
3080  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3081  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3082  * enqueing new caches to be created.
3083  *
3084  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3085  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3086  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3087  * objects during debug.
3088  *
3089  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3090  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3091  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3092  * cache again, failing at the same point.
3093  *
3094  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3095  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3096  * inside the following two functions.
3097  */
3098 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3099 {
3100         VM_BUG_ON(!current->mm);
3101         current->memcg_kmem_skip_account++;
3102 }
3103
3104 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3105 {
3106         VM_BUG_ON(!current->mm);
3107         current->memcg_kmem_skip_account--;
3108 }
3109
3110 int __memcg_cleanup_cache_params(struct kmem_cache *s)
3111 {
3112         struct kmem_cache *c;
3113         int i, failed = 0;
3114
3115         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3116         for_each_memcg_cache_index(i) {
3117                 c = cache_from_memcg_idx(s, i);
3118                 if (!c)
3119                         continue;
3120
3121                 memcg_unregister_cache(c);
3122
3123                 if (cache_from_memcg_idx(s, i))
3124                         failed++;
3125         }
3126         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3127         return failed;
3128 }
3129
3130 static void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3131 {
3132         struct kmem_cache *cachep;
3133         struct memcg_cache_params *params, *tmp;
3134
3135         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3136                 return;
3137
3138         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3139         list_for_each_entry_safe(params, tmp, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3140                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3141                 kmem_cache_shrink(cachep);
3142                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3143                         memcg_unregister_cache(cachep);
3144         }
3145         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3146 }
3147
3148 struct memcg_register_cache_work {
3149         struct mem_cgroup *memcg;
3150         struct kmem_cache *cachep;
3151         struct work_struct work;
3152 };
3153
3154 static void memcg_register_cache_func(struct work_struct *w)
3155 {
3156         struct memcg_register_cache_work *cw =
3157                 container_of(w, struct memcg_register_cache_work, work);
3158         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
3159         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
3160
3161         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
3162         memcg_register_cache(memcg, cachep);
3163         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
3164
3165         css_put(&memcg->css);
3166         kfree(cw);
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3171  */
3172 static void __memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3173                                             struct kmem_cache *cachep)
3174 {
3175         struct memcg_register_cache_work *cw;
3176
3177         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
3178         if (cw == NULL) {
3179                 css_put(&memcg->css);
3180                 return;
3181         }
3182
3183         cw->memcg = memcg;
3184         cw->cachep = cachep;
3185
3186         INIT_WORK(&cw->work, memcg_register_cache_func);
3187         schedule_work(&cw->work);
3188 }
3189
3190 static void memcg_schedule_register_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3191                                           struct kmem_cache *cachep)
3192 {
3193         /*
3194          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3195          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3196          * in __memcg_schedule_register_cache will recurse.
3197          *
3198          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3199          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3200          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3201          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3202          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3203          */
3204         memcg_stop_kmem_account();
3205         __memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3206         memcg_resume_kmem_account();
3207 }
3208
3209 int __memcg_charge_slab(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp, int order)
3210 {
3211         int res;
3212
3213         res = memcg_charge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, gfp,
3214                                 PAGE_SIZE << order);
3215         if (!res)
3216                 atomic_add(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3217         return res;
3218 }
3219
3220 void __memcg_uncharge_slab(struct kmem_cache *cachep, int order)
3221 {
3222         memcg_uncharge_kmem(cachep->memcg_params->memcg, PAGE_SIZE << order);
3223         atomic_sub(1 << order, &cachep->memcg_params->nr_pages);
3224 }
3225
3226 /*
3227  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3228  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3229  *
3230  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3231  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3232  * in a workqueue.
3233  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3234  * the original cache.
3235  *
3236  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3237  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3238  */
3239 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3240                                           gfp_t gfp)
3241 {
3242         struct mem_cgroup *memcg;
3243         struct kmem_cache *memcg_cachep;
3244
3245         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3246         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3247
3248         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3249                 return cachep;
3250
3251         rcu_read_lock();
3252         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3253
3254         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3255                 goto out;
3256
3257         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, memcg_cache_id(memcg));
3258         if (likely(memcg_cachep)) {
3259                 cachep = memcg_cachep;
3260                 goto out;
3261         }
3262
3263         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3264         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
3265                 goto out;
3266         rcu_read_unlock();
3267
3268         /*
3269          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3270          * context), we could be be predictable and return right away.
3271          * This would guarantee that the allocation being performed
3272          * already belongs in the new cache.
3273          *
3274          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3275          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3276          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
3277          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
3278          * defer everything.
3279          */
3280         memcg_schedule_register_cache(memcg, cachep);
3281         return cachep;
3282 out:
3283         rcu_read_unlock();
3284         return cachep;
3285 }
3286
3287 /*
3288  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3289  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3290  * need a further commit step to do the final arrangements.
3291  *
3292  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3293  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3294  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3295  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3296  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3297  * the compiled-out case as well.
3298  *
3299  * Returning true means the allocation is possible.
3300  */
3301 bool
3302 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3303 {
3304         struct mem_cgroup *memcg;
3305         int ret;
3306
3307         *_memcg = NULL;
3308
3309         /*
3310          * Disabling accounting is only relevant for some specific memcg
3311          * internal allocations. Therefore we would initially not have such
3312          * check here, since direct calls to the page allocator that are
3313          * accounted to kmemcg (alloc_kmem_pages and friends) only happen
3314          * outside memcg core. We are mostly concerned with cache allocations,
3315          * and by having this test at memcg_kmem_get_cache, we are already able
3316          * to relay the allocation to the root cache and bypass the memcg cache
3317          * altogether.
3318          *
3319          * There is one exception, though: the SLUB allocator does not create
3320          * large order caches, but rather service large kmallocs directly from
3321          * the page allocator. Therefore, the following sequence when backed by
3322          * the SLUB allocator:
3323          *
3324          *      memcg_stop_kmem_account();
3325          *      kmalloc(<large_number>)
3326          *      memcg_resume_kmem_account();
3327          *
3328          * would effectively ignore the fact that we should skip accounting,
3329          * since it will drive us directly to this function without passing
3330          * through the cache selector memcg_kmem_get_cache. Such large
3331          * allocations are extremely rare but can happen, for instance, for the
3332          * cache arrays. We bring this test here.
3333          */
3334         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3335                 return true;
3336
3337         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3338
3339         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3340                 css_put(&memcg->css);
3341                 return true;
3342         }
3343
3344         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3345         if (!ret)
3346                 *_memcg = memcg;
3347
3348         css_put(&memcg->css);
3349         return (ret == 0);
3350 }
3351
3352 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3353                               int order)
3354 {
3355         struct page_cgroup *pc;
3356
3357         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3358
3359         /* The page allocation failed. Revert */
3360         if (!page) {
3361                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3362                 return;
3363         }
3364         /*
3365          * The page is freshly allocated and not visible to any
3366          * outside callers yet.  Set up pc non-atomically.
3367          */
3368         pc = lookup_page_cgroup(page);
3369         pc->mem_cgroup = memcg;
3370         pc->flags = PCG_USED;
3371 }
3372
3373 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3374 {
3375         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3376         struct page_cgroup *pc;
3377
3378
3379         pc = lookup_page_cgroup(page);
3380         if (!PageCgroupUsed(pc))
3381                 return;
3382
3383         memcg = pc->mem_cgroup;
3384         pc->flags = 0;
3385
3386         /*
3387          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3388          * is a valid allocation
3389          */
3390         if (!memcg)
3391                 return;
3392
3393         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3394         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3395 }
3396 #else
3397 static inline void memcg_unregister_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3398 {
3399 }
3400 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3401
3402 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3403
3404 /*
3405  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3406  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3407  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3408  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3409  */
3410 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3411 {
3412         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3413         struct page_cgroup *pc;
3414         struct mem_cgroup *memcg;
3415         int i;
3416
3417         if (mem_cgroup_disabled())
3418                 return;
3419
3420         memcg = head_pc->mem_cgroup;
3421         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3422                 pc = head_pc + i;
3423                 pc->mem_cgroup = memcg;
3424                 pc->flags = head_pc->flags;
3425         }
3426         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
3427                        HPAGE_PMD_NR);
3428 }
3429 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3430
3431 /**
3432  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3433  * @page: the page
3434  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3435  * @pc: page_cgroup of the page.
3436  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3437  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3438  *
3439  * The caller must confirm following.
3440  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3441  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3442  *
3443  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3444  * from old cgroup.
3445  */
3446 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3447                                    unsigned int nr_pages,
3448                                    struct page_cgroup *pc,
3449                                    struct mem_cgroup *from,
3450                                    struct mem_cgroup *to)
3451 {
3452         unsigned long flags;
3453         int ret;
3454
3455         VM_BUG_ON(from == to);
3456         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
3457         /*
3458          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3459          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3460          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3461          * hold it.
3462          */
3463         ret = -EBUSY;
3464         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3465                 goto out;
3466
3467         /*
3468          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at pc->mem_cgroup
3469          * of its source page while we change it: page migration takes
3470          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
3471          */
3472         if (!trylock_page(page))
3473                 goto out;
3474
3475         ret = -EINVAL;
3476         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3477                 goto out_unlock;
3478
3479         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3480
3481         if (!PageAnon(page) && page_mapped(page)) {
3482                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3483                                nr_pages);
3484                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
3485                                nr_pages);
3486         }
3487
3488         if (PageWriteback(page)) {
3489                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3490                                nr_pages);
3491                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
3492                                nr_pages);
3493         }
3494
3495         /*
3496          * It is safe to change pc->mem_cgroup here because the page
3497          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
3498          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
3499          */
3500
3501         /* caller should have done css_get */
3502         pc->mem_cgroup = to;
3503         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3504         ret = 0;
3505
3506         local_irq_disable();
3507         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
3508         memcg_check_events(to, page);
3509         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
3510         memcg_check_events(from, page);
3511         local_irq_enable();
3512 out_unlock:
3513         unlock_page(page);
3514 out:
3515         return ret;
3516 }
3517
3518 /**
3519  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3520  * @page: the page to move
3521  * @pc: page_cgroup of the page
3522  * @child: page's cgroup
3523  *
3524  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3525  * parent (aka use_hierarchy==0).
3526  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3527  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3528  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3529  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3530  * on the next attempt and the call should be retried later.
3531  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3532  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3533  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3534  * LRU or vanish.
3535  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3536  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3537  * disappear in the next attempt.
3538  */
3539 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3540                                   struct page_cgroup *pc,
3541                                   struct mem_cgroup *child)
3542 {
3543         struct mem_cgroup *parent;
3544         unsigned int nr_pages;
3545         unsigned long uninitialized_var(flags);
3546         int ret;
3547
3548         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3549
3550         ret = -EBUSY;
3551         if (!get_page_unless_zero(page))
3552                 goto out;
3553         if (isolate_lru_page(page))
3554                 goto put;
3555
3556         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3557
3558         parent = parent_mem_cgroup(child);
3559         /*
3560          * If no parent, move charges to root cgroup.
3561          */
3562         if (!parent)
3563                 parent = root_mem_cgroup;
3564
3565         if (nr_pages > 1) {
3566                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
3567                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3568         }
3569
3570         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3571                                 pc, child, parent);
3572         if (!ret)
3573                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3574
3575         if (nr_pages > 1)
3576                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3577         putback_lru_page(page);
3578 put:
3579         put_page(page);
3580 out:
3581         return ret;
3582 }
3583
3584 /*
3585  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3586  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3587  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3588  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3589  * This may be called prural(2) times in a context,
3590  */
3591
3592 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3593 {
3594         unsigned long flags;
3595
3596         local_irq_save(flags);
3597         current->memcg_batch.do_batch++;
3598         /* We can do nest. */
3599         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3600                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3601                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3602                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3603         }
3604         local_irq_restore(flags);
3605 }
3606
3607 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3608 {
3609         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3610         unsigned long flags;
3611
3612         local_irq_save(flags);
3613         VM_BUG_ON(!batch->do_batch);
3614         if (--batch->do_batch) /* If stacked, do nothing */
3615                 goto out;
3616         /*
3617          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3618          * bacause we hide charges behind us.
3619          */
3620         if (batch->nr_pages)
3621                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3622                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3623         if (batch->memsw_nr_pages)
3624                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3625                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3626         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3627 out:
3628         local_irq_restore(flags);
3629 }
3630
3631 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3632 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
3633                                          bool charge)
3634 {
3635         int val = (charge) ? 1 : -1;
3636         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
3637 }
3638
3639 /**
3640  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3641  * @entry: swap entry to be moved
3642  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3643  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3644  *
3645  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3646  * as the mem_cgroup's id of @from.
3647  *
3648  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3649  *
3650  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3651  * both res and memsw, and called css_get().
3652  */
3653 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3654                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3655 {
3656         unsigned short old_id, new_id;
3657
3658         old_id = mem_cgroup_id(from);
3659         new_id = mem_cgroup_id(to);
3660
3661         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3662                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3663                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3664                 /*
3665                  * This function is only called from task migration context now.
3666                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3667                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3668                  * improvement. But we cannot postpone css_get(to)  because if
3669                  * the process that has been moved to @to does swap-in, the
3670                  * refcount of @to might be decreased to 0.
3671                  *
3672                  * We are in attach() phase, so the cgroup is guaranteed to be
3673                  * alive, so we can just call css_get().
3674                  */
3675                 css_get(&to->css);
3676                 return 0;
3677         }
3678         return -EINVAL;
3679 }
3680 #else
3681 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3682                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3683 {
3684         return -EINVAL;
3685 }
3686 #endif
3687
3688 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3689 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3690 {
3691         struct page_cgroup *pc;
3692
3693         pc = lookup_page_cgroup(page);
3694         /*
3695          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3696          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3697          * or when mem_cgroup_disabled().
3698          */
3699         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3700                 return pc;
3701         return NULL;
3702 }
3703
3704 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3705 {
3706         if (mem_cgroup_disabled())
3707                 return false;
3708
3709         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3710 }
3711
3712 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3713 {
3714         struct page_cgroup *pc;
3715
3716         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3717         if (pc) {
3718                 pr_alert("pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3719                          pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3720         }
3721 }
3722 #endif
3723
3724 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3725                                 unsigned long long val)
3726 {
3727         int retry_count;
3728         u64 memswlimit, memlimit;
3729         int ret = 0;
3730         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3731         u64 curusage, oldusage;
3732         int enlarge;
3733
3734         /*
3735          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3736          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3737          * of # of children which we should visit in this loop.
3738          */
3739         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3740
3741         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3742
3743         enlarge = 0;
3744         while (retry_count) {
3745                 if (signal_pending(current)) {
3746                         ret = -EINTR;
3747                         break;
3748                 }
3749                 /*
3750                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3751                  * open coded manner. You see what this really does.
3752                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3753                  */
3754                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3755                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3756                 if (memswlimit < val) {
3757                         ret = -EINVAL;
3758                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3759                         break;
3760                 }
3761
3762                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3763                 if (memlimit < val)
3764                         enlarge = 1;
3765
3766                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3767                 if (!ret) {
3768                         if (memswlimit == val)
3769                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3770                         else
3771                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3772                 }
3773                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3774
3775                 if (!ret)
3776                         break;
3777
3778                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3779                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3780                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3781                 /* Usage is reduced ? */
3782                 if (curusage >= oldusage)
3783                         retry_count--;
3784                 else
3785                         oldusage = curusage;
3786         }
3787         if (!ret && enlarge)
3788                 memcg_oom_recover(memcg);
3789
3790         return ret;
3791 }
3792
3793 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3794                                         unsigned long long val)
3795 {
3796         int retry_count;
3797         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3798         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3799         int ret = -EBUSY;
3800         int enlarge = 0;
3801
3802         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3803         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3804         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3805         while (retry_count) {
3806                 if (signal_pending(current)) {
3807                         ret = -EINTR;
3808                         break;
3809                 }
3810                 /*
3811                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3812                  * open coded manner. You see what this really does.
3813                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3814                  */
3815                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3816                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3817                 if (memlimit > val) {
3818                         ret = -EINVAL;
3819                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3820                         break;
3821                 }
3822                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3823                 if (memswlimit < val)
3824                         enlarge = 1;
3825                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3826                 if (!ret) {
3827                         if (memlimit == val)
3828                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3829                         else
3830                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3831                 }
3832                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3833
3834                 if (!ret)
3835                         break;
3836
3837                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3838                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3839                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3840                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3841                 /* Usage is reduced ? */
3842                 if (curusage >= oldusage)
3843                         retry_count--;
3844                 else
3845                         oldusage = curusage;
3846         }
3847         if (!ret && enlarge)
3848                 memcg_oom_recover(memcg);
3849         return ret;
3850 }
3851
3852 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3853                                             gfp_t gfp_mask,
3854                                             unsigned long *total_scanned)
3855 {
3856         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3857         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3858         unsigned long reclaimed;
3859         int loop = 0;
3860         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3861         unsigned long long excess;
3862         unsigned long nr_scanned;
3863
3864         if (order > 0)
3865                 return 0;
3866
3867         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3868         /*
3869          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3870          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3871          * pressure
3872          */
3873         do {
3874                 if (next_mz)
3875                         mz = next_mz;
3876                 else
3877                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3878                 if (!mz)
3879                         break;
3880
3881                 nr_scanned = 0;
3882                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3883                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3884                 nr_reclaimed += reclaimed;
3885                 *total_scanned += nr_scanned;
3886                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3887
3888                 /*
3889                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3890                  * it is time to move on to the next cgroup
3891                  */
3892                 next_mz = NULL;
3893                 if (!reclaimed) {
3894                         do {
3895                                 /*
3896                                  * Loop until we find yet another one.
3897                                  *
3898                                  * By the time we get the soft_limit lock
3899                                  * again, someone might have aded the
3900                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3901                                  * make sure we get a different mem.
3902                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3903                                  * NULL if no other cgroup is present on
3904                                  * the tree
3905                                  */
3906                                 next_mz =
3907                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3908                                 if (next_mz == mz)
3909                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3910                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3911                                         break;
3912                         } while (1);
3913                 }
3914                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3915                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3916                 /*
3917                  * One school of thought says that we should not add
3918                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3919                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3920                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3921                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3922                  * term TODO.
3923                  */
3924                 /* If excess == 0, no tree ops */
3925                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3926                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3927                 css_put(&mz->memcg->css);
3928                 loop++;
3929                 /*
3930                  * Could not reclaim anything and there are no more
3931                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3932                  * reclaiming anything.
3933                  */
3934                 if (!nr_reclaimed &&
3935                         (next_mz == NULL ||
3936                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3937                         break;
3938         } while (!nr_reclaimed);
3939         if (next_mz)
3940                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3941         return nr_reclaimed;
3942 }
3943
3944 /**
3945  * mem_cgroup_force_empty_list - clears LRU of a group
3946  * @memcg: group to clear
3947  * @node: NUMA node
3948  * @zid: zone id
3949  * @lru: lru to to clear
3950  *
3951  * Traverse a specified page_cgroup list and try to drop them all.  This doesn't
3952  * reclaim the pages page themselves - pages are moved to the parent (or root)
3953  * group.
3954  */
3955 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3956                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3957 {
3958         struct lruvec *lruvec;
3959         unsigned long flags;
3960         struct list_head *list;
3961         struct page *busy;
3962         struct zone *zone;
3963
3964         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3965         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, memcg);
3966         list = &lruvec->lists[lru];
3967
3968         busy = NULL;
3969         do {
3970                 struct page_cgroup *pc;
3971                 struct page *page;
3972
3973                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3974                 if (list_empty(list)) {
3975                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3976                         break;
3977                 }
3978                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3979                 if (busy == page) {
3980                         list_move(&page->lru, list);
3981                         busy = NULL;
3982                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3983                         continue;
3984                 }
3985                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3986
3987                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3988
3989                 if (mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg)) {
3990                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3991                         busy = page;
3992                 } else
3993                         busy = NULL;
3994                 cond_resched();
3995         } while (!list_empty(list));
3996 }
3997
3998 /*
3999  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task by moving
4000  * all the charges and pages to the parent.
4001  * This enables deleting this mem_cgroup.
4002  *
4003  * Caller is responsible for holding css reference on the memcg.
4004  */
4005 static void mem_cgroup_reparent_charges(struct mem_cgroup *memcg)
4006 {
4007         int node, zid;
4008         u64 usage;
4009
4010         do {
4011                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
4012                 lru_add_drain_all();
4013                 drain_all_stock_sync(memcg);
4014                 mem_cgroup_start_move(memcg);
4015                 for_each_node_state(node, N_MEMORY) {
4016                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4017                                 enum lru_list lru;
4018                                 for_each_lru(lru) {
4019                                         mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
4020                                                         node, zid, lru);
4021                                 }
4022                         }
4023                 }
4024                 mem_cgroup_end_move(memcg);
4025                 memcg_oom_recover(memcg);
4026                 cond_resched();
4027
4028                 /*
4029                  * Kernel memory may not necessarily be trackable to a specific
4030                  * process. So they are not migrated, and therefore we can't
4031                  * expect their value to drop to 0 here.
4032                  * Having res filled up with kmem only is enough.
4033                  *
4034                  * This is a safety check because mem_cgroup_force_empty_list
4035                  * could have raced with mem_cgroup_replace_page_cache callers
4036                  * so the lru seemed empty but the page could have been added
4037                  * right after the check. RES_USAGE should be safe as we always
4038                  * charge before adding to the LRU.
4039                  */
4040                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) -
4041                         res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE);
4042         } while (usage > 0);
4043 }
4044
4045 /*
4046  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
4047  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
4048  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
4049  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
4050  */
4051 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
4052 {
4053         bool ret;
4054
4055         /*
4056          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
4057          * it prevents a new child from being initialized based on this
4058          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
4059          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
4060          */
4061         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
4062
4063         rcu_read_lock();
4064         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
4065         rcu_read_unlock();
4066         return ret;
4067 }
4068
4069 /*
4070  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
4071  * the rest to the parent.
4072  *
4073  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
4074  */
4075 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
4076 {
4077         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
4078
4079         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
4080         lru_add_drain_all();
4081         /* try to free all pages in this cgroup */
4082         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
4083                 int progress;
4084
4085                 if (signal_pending(current))
4086                         return -EINTR;
4087
4088                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
4089                                                 false);
4090                 if (!progress) {
4091                         nr_retries--;
4092                         /* maybe some writeback is necessary */
4093                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
4094                 }
4095
4096         }
4097
4098         return 0;
4099 }
4100
4101 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
4102                                             char *buf, size_t nbytes,
4103                                             loff_t off)
4104 {
4105         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4106
4107         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
4108                 return -EINVAL;
4109         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
4110 }
4111
4112 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4113                                      struct cftype *cft)
4114 {
4115         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
4116 }
4117
4118 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4119                                       struct cftype *cft, u64 val)
4120 {
4121         int retval = 0;
4122         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4123         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4124
4125         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4126
4127         if (memcg->use_hierarchy == val)
4128                 goto out;
4129
4130         /*
4131          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
4132          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
4133          * occur, provided the current cgroup has no children.
4134          *
4135          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
4136          * set if there are no children.
4137          */
4138         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
4139                                 (val == 1 || val == 0)) {
4140                 if (!memcg_has_children(memcg))
4141                         memcg->use_hierarchy = val;
4142                 else
4143                         retval = -EBUSY;
4144         } else
4145                 retval = -EINVAL;
4146
4147 out:
4148         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4149
4150         return retval;
4151 }
4152
4153 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
4154                                struct cftype *cft)
4155 {
4156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4157         enum res_type type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4158         int name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
4159
4160         switch (type) {
4161         case _MEM:
4162                 return res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
4163         case _MEMSWAP:
4164                 return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
4165         case _KMEM:
4166                 return res_counter_read_u64(&memcg->kmem, name);
4167                 break;
4168         default:
4169                 BUG();
4170         }
4171 }
4172
4173 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4174 /* should be called with activate_kmem_mutex held */
4175 static int __memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4176                                  unsigned long long limit)
4177 {
4178         int err = 0;
4179         int memcg_id;
4180
4181         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
4182                 return 0;
4183
4184         /*
4185          * We are going to allocate memory for data shared by all memory
4186          * cgroups so let's stop accounting here.
4187          */
4188         memcg_stop_kmem_account();
4189
4190         /*
4191          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
4192          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
4193          * already joined.
4194          *
4195          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
4196          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
4197          * place, which makes the value quite meaningless.
4198          *
4199          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
4200          * of course permitted.
4201          */
4202         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4203         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
4204             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
4205                 err = -EBUSY;
4206         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4207         if (err)
4208                 goto out;
4209
4210         memcg_id = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
4211                                   0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
4212         if (memcg_id < 0) {
4213                 err = memcg_id;
4214                 goto out;
4215         }
4216
4217         /*
4218          * Make sure we have enough space for this cgroup in each root cache's
4219          * memcg_params.
4220          */
4221         mutex_lock(&memcg_slab_mutex);
4222         err = memcg_update_all_caches(memcg_id + 1);
4223         mutex_unlock(&memcg_slab_mutex);
4224         if (err)
4225                 goto out_rmid;
4226
4227         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
4228         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
4229
4230         /*
4231          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got the
4232          * active bit set yet, so this should succeed.
4233          */
4234         err = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, limit);
4235         VM_BUG_ON(err);
4236
4237         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
4238         /*
4239          * Setting the active bit after enabling static branching will
4240          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
4241          * patched.
4242          */
4243         memcg_kmem_set_active(memcg);
4244 out:
4245         memcg_resume_kmem_account();
4246         return err;
4247
4248 out_rmid:
4249         ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg_id);
4250         goto out;
4251 }
4252
4253 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
4254                                unsigned long long limit)
4255 {
4256         int ret;
4257
4258         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4259         ret = __memcg_activate_kmem(memcg, limit);
4260         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4261         return ret;
4262 }
4263
4264 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4265                                    unsigned long long val)
4266 {
4267         int ret;
4268
4269         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4270                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, val);
4271         else
4272                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->kmem, val);
4273         return ret;
4274 }
4275
4276 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4277 {
4278         int ret = 0;
4279         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4280
4281         if (!parent)
4282                 return 0;
4283
4284         mutex_lock(&activate_kmem_mutex);
4285         /*
4286          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
4287          * after this point, because it has at least one child already.
4288          */
4289         if (memcg_kmem_is_active(parent))
4290                 ret = __memcg_activate_kmem(memcg, RES_COUNTER_MAX);
4291         mutex_unlock(&activate_kmem_mutex);
4292         return ret;
4293 }
4294 #else
4295 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4296                                    unsigned long long val)
4297 {
4298         return -EINVAL;
4299 }
4300 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4301
4302 /*
4303  * The user of this function is...
4304  * RES_LIMIT.
4305  */
4306 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4307                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4308 {
4309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4310         enum res_type type;
4311         int name;
4312         unsigned long long val;
4313         int ret;
4314
4315         buf = strstrip(buf);
4316         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4317         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4318
4319         switch (name) {
4320         case RES_LIMIT:
4321                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4322                         ret = -EINVAL;
4323                         break;
4324                 }
4325                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
4326                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4327                 if (ret)
4328                         break;
4329                 if (type == _MEM)
4330                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
4331                 else if (type == _MEMSWAP)
4332                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
4333                 else if (type == _KMEM)
4334                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, val);
4335                 else
4336                         return -EINVAL;
4337                 break;
4338         case RES_SOFT_LIMIT:
4339                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buf, &val);
4340                 if (ret)
4341                         break;
4342                 /*
4343                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4344                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4345                  * control without swap
4346                  */
4347                 if (type == _MEM)
4348                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4349                 else
4350                         ret = -EINVAL;
4351                 break;
4352         default:
4353                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4354                 break;
4355         }
4356         return ret ?: nbytes;
4357 }
4358
4359 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4360                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4361 {
4362         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4363
4364         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4365         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4366         if (!memcg->use_hierarchy)
4367                 goto out;
4368
4369         while (memcg->css.parent) {
4370                 memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
4371                 if (!memcg->use_hierarchy)
4372                         break;
4373                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4374                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4375                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4376                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4377         }
4378 out:
4379         *mem_limit = min_limit;
4380         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4381 }
4382
4383 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4384                                 size_t nbytes, loff_t off)
4385 {
4386         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4387         int name;
4388         enum res_type type;
4389
4390         type = MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private);
4391         name = MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private);
4392
4393         switch (name) {
4394         case RES_MAX_USAGE:
4395                 if (type == _MEM)
4396                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4397                 else if (type == _MEMSWAP)
4398                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4399                 else if (type == _KMEM)
4400                         res_counter_reset_max(&memcg->kmem);
4401                 else
4402                         return -EINVAL;
4403                 break;
4404         case RES_FAILCNT:
4405                 if (type == _MEM)
4406                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4407                 else if (type == _MEMSWAP)
4408                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4409                 else if (type == _KMEM)
4410                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->kmem);
4411                 else
4412                         return -EINVAL;
4413                 break;
4414         }
4415
4416         return nbytes;
4417 }
4418
4419 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4420                                         struct cftype *cft)
4421 {
4422         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4423 }
4424
4425 #ifdef CONFIG_MMU
4426 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4427                                         struct cftype *cft, u64 val)
4428 {
4429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4430
4431         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4432                 return -EINVAL;
4433
4434         /*
4435          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4436          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4437          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4438          * affect task migrations starting after the change.
4439          */
4440         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4441         return 0;
4442 }
4443 #else
4444 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4445                                         struct cftype *cft, u64 val)
4446 {
4447         return -ENOSYS;
4448 }
4449 #endif
4450
4451 #ifdef CONFIG_NUMA
4452 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4453 {
4454         struct numa_stat {
4455                 const char *name;
4456                 unsigned int lru_mask;
4457         };
4458
4459         static const struct numa_stat stats[] = {
4460                 { "total", LRU_ALL },
4461                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4462                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4463                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4464         };
4465         const struct numa_stat *stat;
4466         int nid;
4467         unsigned long nr;
4468         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4469
4470         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4471                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
4472                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
4473                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4474                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4475                                                           stat->lru_mask);
4476                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4477                 }
4478                 seq_putc(m, '\n');
4479         }
4480
4481         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4482                 struct mem_cgroup *iter;
4483
4484                 nr = 0;
4485                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4486                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
4487                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
4488                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
4489                         nr = 0;
4490                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4491                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
4492                                         iter, nid, stat->lru_mask);
4493                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
4494                 }
4495                 seq_putc(m, '\n');
4496         }
4497
4498         return 0;
4499 }
4500 #endif /* CONFIG_NUMA */
4501
4502 static inline void mem_cgroup_lru_names_not_uptodate(void)
4503 {
4504         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
4505 }
4506
4507 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4508 {
4509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4510         struct mem_cgroup *mi;
4511         unsigned int i;
4512
4513         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4514                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4515                         continue;
4516                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
4517                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
4518         }
4519
4520         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
4521                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
4522                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
4523
4524         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4525                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4526                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
4527
4528         /* Hierarchical information */
4529         {
4530                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4531                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4532                 seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n", limit);
4533                 if (do_swap_account)
4534                         seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4535                                    memsw_limit);
4536         }
4537
4538         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
4539                 long long val = 0;
4540
4541                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
4542                         continue;
4543                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4544                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
4545                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
4546         }
4547
4548         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
4549                 unsigned long long val = 0;
4550
4551                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4552                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
4553                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4554                            mem_cgroup_events_names[i], val);
4555         }
4556
4557         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
4558                 unsigned long long val = 0;
4559
4560                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
4561                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
4562                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
4563         }
4564
4565 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4566         {
4567                 int nid, zid;
4568                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4569                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4570                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4571                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4572
4573                 for_each_online_node(nid)
4574                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4575                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
4576                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4577
4578                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4579                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4580                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4581                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4582                         }
4583                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4584                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4585                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4586                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4587         }
4588 #endif
4589
4590         return 0;
4591 }
4592
4593 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4594                                       struct cftype *cft)
4595 {
4596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4597
4598         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4599 }
4600
4601 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4602                                        struct cftype *cft, u64 val)
4603 {
4604         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4605
4606         if (val > 100)
4607                 return -EINVAL;
4608
4609         if (css->parent)
4610                 memcg->swappiness = val;
4611         else
4612                 vm_swappiness = val;
4613
4614         return 0;
4615 }
4616
4617 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4618 {
4619         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4620         u64 usage;
4621         int i;
4622
4623         rcu_read_lock();
4624         if (!swap)
4625                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4626         else
4627                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4628
4629         if (!t)
4630                 goto unlock;
4631
4632         if (!swap)
4633                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4634         else
4635                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4636
4637         /*
4638          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4639          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4640          * call of __mem_cgroup_threshold().
4641          */
4642         i = t->current_threshold;
4643
4644         /*
4645          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4646          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4647          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4648          * only one element of the array here.
4649          */
4650         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4651                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4652
4653         /* i = current_threshold + 1 */
4654         i++;
4655
4656         /*
4657          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4658          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4659          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4660          * only one element of the array here.
4661          */
4662         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4663                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4664
4665         /* Update current_threshold */
4666         t->current_threshold = i - 1;
4667 unlock:
4668         rcu_read_unlock();
4669 }
4670
4671 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4672 {
4673         while (memcg) {
4674                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4675                 if (do_swap_account)
4676                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4677
4678                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4679         }
4680 }
4681
4682 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4683 {
4684         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4685         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4686
4687         if (_a->threshold > _b->threshold)
4688                 return 1;
4689
4690         if (_a->threshold < _b->threshold)
4691                 return -1;
4692
4693         return 0;
4694 }
4695
4696 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4697 {
4698         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4699
4700         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4701
4702         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4703                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4704
4705         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4706         return 0;
4707 }
4708
4709 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4710 {
4711         struct mem_cgroup *iter;
4712
4713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4714                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4715 }
4716
4717 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4718         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4719 {
4720         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4721         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4722         u64 threshold, usage;
4723         int i, size, ret;
4724
4725         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4726         if (ret)
4727                 return ret;
4728
4729         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4730
4731         if (type == _MEM) {
4732                 thresholds = &memcg->thresholds;
4733                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4734         } else if (type == _MEMSWAP) {
4735                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4736                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4737         } else
4738                 BUG();
4739
4740         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4741         if (thresholds->primary)
4742                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4743
4744         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4745
4746         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4747         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4748                         GFP_KERNEL);
4749         if (!new) {
4750                 ret = -ENOMEM;
4751                 goto unlock;
4752         }
4753         new->size = size;
4754
4755         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4756         if (thresholds->primary) {
4757                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4758                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4759         }
4760
4761         /* Add new threshold */
4762         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4763         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4764
4765         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4766         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4767                         compare_thresholds, NULL);
4768
4769         /* Find current threshold */
4770         new->current_threshold = -1;
4771         for (i = 0; i < size; i++) {
4772                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4773                         /*
4774                          * new->current_threshold will not be used until
4775                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4776                          * it here.
4777                          */
4778                         ++new->current_threshold;
4779                 } else
4780                         break;
4781         }
4782
4783         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4784         kfree(thresholds->spare);
4785         thresholds->spare = thresholds->primary;
4786
4787         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4788
4789         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4790         synchronize_rcu();
4791
4792 unlock:
4793         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4794
4795         return ret;
4796 }
4797
4798 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4799         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4800 {
4801         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4802 }
4803
4804 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4805         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4806 {
4807         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4808 }
4809
4810 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4811         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4812 {
4813         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4814         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4815         u64 usage;
4816         int i, j, size;
4817
4818         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4819
4820         if (type == _MEM) {
4821                 thresholds = &memcg->thresholds;
4822                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
4823         } else if (type == _MEMSWAP) {
4824                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4825                 usage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
4826         } else
4827                 BUG();
4828
4829         if (!thresholds->primary)
4830                 goto unlock;
4831
4832         /* Check if a threshold crossed before removing */
4833         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4834
4835         /* Calculate new number of threshold */
4836         size = 0;
4837         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4838                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4839                         size++;
4840         }
4841
4842         new = thresholds->spare;
4843
4844         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4845         if (!size) {
4846                 kfree(new);
4847                 new = NULL;
4848                 goto swap_buffers;
4849         }
4850
4851         new->size = size;
4852
4853         /* Copy thresholds and find current threshold */
4854         new->current_threshold = -1;
4855         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4856                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4857                         continue;
4858
4859                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4860                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4861                         /*
4862                          * new->current_threshold will not be used
4863                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4864                          * it here.
4865                          */
4866                         ++new->current_threshold;
4867                 }
4868                 j++;
4869         }
4870
4871 swap_buffers:
4872         /* Swap primary and spare array */
4873         thresholds->spare = thresholds->primary;
4874         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4875         if (!new) {
4876                 kfree(thresholds->spare);
4877                 thresholds->spare = NULL;
4878         }
4879
4880         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4881
4882         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4883         synchronize_rcu();
4884 unlock:
4885         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4886 }
4887
4888 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4889         struct eventfd_ctx *eventfd)
4890 {
4891         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4892 }
4893
4894 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4895         struct eventfd_ctx *eventfd)
4896 {
4897         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4898 }
4899
4900 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4901         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4902 {
4903         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4904
4905         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4906         if (!event)
4907                 return -ENOMEM;
4908
4909         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4910
4911         event->eventfd = eventfd;
4912         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4913
4914         /* already in OOM ? */
4915         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4916                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4917         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4918
4919         return 0;
4920 }
4921
4922 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4923         struct eventfd_ctx *eventfd)
4924 {
4925         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4926
4927         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4928
4929         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4930                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4931                         list_del(&ev->list);
4932                         kfree(ev);
4933                 }
4934         }
4935
4936         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4937 }
4938
4939 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4940 {
4941         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
4942
4943         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4944         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)atomic_read(&memcg->under_oom));
4945         return 0;
4946 }
4947
4948 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4949         struct cftype *cft, u64 val)
4950 {
4951         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4952
4953         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4954         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4955                 return -EINVAL;
4956
4957         memcg->oom_kill_disable = val;
4958         if (!val)
4959                 memcg_oom_recover(memcg);
4960
4961         return 0;
4962 }
4963
4964 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4965 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
4966 {
4967         int ret;
4968
4969         memcg->kmemcg_id = -1;
4970         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4971         if (ret)
4972                 return ret;
4973
4974         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
4975 }
4976
4977 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4978 {
4979         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
4980 }
4981
4982 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
4983 {
4984         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
4985                 return;
4986
4987         /*
4988          * kmem charges can outlive the cgroup. In the case of slab
4989          * pages, for instance, a page contain objects from various
4990          * processes. As we prevent from taking a reference for every
4991          * such allocation we have to be careful when doing uncharge
4992          * (see memcg_uncharge_kmem) and here during offlining.
4993          *
4994          * The idea is that that only the _last_ uncharge which sees
4995          * the dead memcg will drop the last reference. An additional
4996          * reference is taken here before the group is marked dead
4997          * which is then paired with css_put during uncharge resp. here.
4998          *
4999          * Although this might sound strange as this path is called from
5000          * css_offline() when the referencemight have dropped down to 0 and
5001          * shouldn't be incremented anymore (css_tryget_online() would
5002          * fail) we do not have other options because of the kmem
5003          * allocations lifetime.
5004          */
5005         css_get(&memcg->css);
5006
5007         memcg_kmem_mark_dead(memcg);
5008
5009         if (res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0)
5010                 return;
5011
5012         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
5013                 css_put(&memcg->css);
5014 }
5015 #else
5016 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
5017 {
5018         return 0;
5019 }
5020
5021 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
5022 {
5023 }
5024
5025 static void kmem_cgroup_css_offline(struct mem_cgroup *memcg)
5026 {
5027 }
5028 #endif
5029
5030 /*
5031  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5032  *
5033  * "cgroup.event_control" implementation.
5034  *
5035  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
5036  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
5037  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
5038  *
5039  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
5040  * possible.
5041  */
5042
5043 /*
5044  * Unregister event and free resources.
5045  *
5046  * Gets called from workqueue.
5047  */
5048 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
5049 {
5050         struct mem_cgroup_event *event =
5051                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
5052         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5053
5054         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
5055
5056         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
5057
5058         /* Notify userspace the event is going away. */
5059         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
5060
5061         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5062         kfree(event);
5063         css_put(&memcg->css);
5064 }
5065
5066 /*
5067  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
5068  *
5069  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5070  */
5071 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
5072                             int sync, void *key)
5073 {
5074         struct mem_cgroup_event *event =
5075                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5076         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5077         unsigned long flags = (unsigned long)key;
5078
5079         if (flags & POLLHUP) {
5080                 /*
5081                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5082                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5083                  * for us.
5084                  *
5085                  * We can't race against event freeing since the other
5086                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5087                  * which we hold.
5088                  */
5089                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5090                 if (!list_empty(&event->list)) {
5091                         list_del_init(&event->list);
5092                         /*
5093                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5094                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5095                          */
5096                         schedule_work(&event->remove);
5097                 }
5098                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5099         }
5100
5101         return 0;
5102 }
5103
5104 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5105                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5106 {
5107         struct mem_cgroup_event *event =
5108                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5109
5110         event->wqh = wqh;
5111         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5112 }
5113
5114 /*
5115  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5116  *
5117  * Parse input and register new cgroup event handler.
5118  *
5119  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5120  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5121  */
5122 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5123                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5124 {
5125         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5126         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5127         struct mem_cgroup_event *event;
5128         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5129         unsigned int efd, cfd;
5130         struct fd efile;
5131         struct fd cfile;
5132         const char *name;
5133         char *endp;
5134         int ret;
5135
5136         buf = strstrip(buf);
5137
5138         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5139         if (*endp != ' ')
5140                 return -EINVAL;
5141         buf = endp + 1;
5142
5143         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5144         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5145                 return -EINVAL;
5146         buf = endp + 1;
5147
5148         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5149         if (!event)
5150                 return -ENOMEM;
5151
5152         event->memcg = memcg;
5153         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5154         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5155         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5156         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5157
5158         efile = fdget(efd);
5159         if (!efile.file) {
5160                 ret = -EBADF;
5161                 goto out_kfree;
5162         }
5163
5164         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5165         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5166                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5167                 goto out_put_efile;
5168         }
5169
5170         cfile = fdget(cfd);
5171         if (!cfile.file) {
5172                 ret = -EBADF;
5173                 goto out_put_eventfd;
5174         }
5175
5176         /* the process need read permission on control file */
5177         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5178         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
5179         if (ret < 0)
5180                 goto out_put_cfile;
5181
5182         /*
5183          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5184          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5185          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5186          * is for compatibility anyway.
5187          *
5188          * DO NOT ADD NEW FILES.
5189          */
5190         name = cfile.file->f_dentry->d_name.name;
5191
5192         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5193                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5194                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5195         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5196                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5197                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5198         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5199                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5200                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5201         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5202                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5203                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5204         } else {
5205                 ret = -EINVAL;
5206                 goto out_put_cfile;
5207         }
5208
5209         /*
5210          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5211          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5212          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5213          */
5214         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_dentry->d_parent,
5215                                                &memory_cgrp_subsys);
5216         ret = -EINVAL;
5217         if (IS_ERR(cfile_css))
5218                 goto out_put_cfile;
5219         if (cfile_css != css) {
5220                 css_put(cfile_css);
5221                 goto out_put_cfile;
5222         }
5223
5224         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5225         if (ret)
5226                 goto out_put_css;
5227
5228         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
5229
5230         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5231         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5232         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5233
5234         fdput(cfile);
5235         fdput(efile);
5236
5237         return nbytes;
5238
5239 out_put_css:
5240         css_put(css);
5241 out_put_cfile:
5242         fdput(cfile);
5243 out_put_eventfd:
5244         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5245 out_put_efile:
5246         fdput(efile);
5247 out_kfree:
5248         kfree(event);
5249
5250         return ret;
5251 }
5252
5253 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
5254         {
5255                 .name = "usage_in_bytes",
5256                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5257                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5258         },
5259         {
5260                 .name = "max_usage_in_bytes",
5261                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5262                 .write = mem_cgroup_reset,
5263                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5264         },
5265         {
5266                 .name = "limit_in_bytes",
5267                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5268                 .write = mem_cgroup_write,
5269                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5270         },
5271         {
5272                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5273                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5274                 .write = mem_cgroup_write,
5275                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5276         },
5277         {
5278                 .name = "failcnt",
5279                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5280                 .write = mem_cgroup_reset,
5281                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5282         },
5283         {
5284                 .name = "stat",
5285                 .seq_show = memcg_stat_show,
5286         },
5287         {
5288                 .name = "force_empty",
5289                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5290         },
5291         {
5292                 .name = "use_hierarchy",
5293                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5294                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5295         },
5296         {
5297                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5298                 .write = memcg_write_event_control,
5299                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
5300                 .mode = S_IWUGO,
5301         },
5302         {
5303                 .name = "swappiness",
5304                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5305                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5306         },
5307         {
5308                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5309                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5310                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5311         },
5312         {
5313                 .name = "oom_control",
5314                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5315                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5316                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5317         },
5318         {
5319                 .name = "pressure_level",
5320         },
5321 #ifdef CONFIG_NUMA
5322         {
5323                 .name = "numa_stat",
5324                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5325         },
5326 #endif
5327 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5328         {
5329                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5330                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5331                 .write = mem_cgroup_write,
5332                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5333         },
5334         {
5335                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5336                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5337                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5338         },
5339         {
5340                 .name = "kmem.failcnt",
5341                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5342                 .write = mem_cgroup_reset,
5343                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5344         },
5345         {
5346                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5347                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5348                 .write = mem_cgroup_reset,
5349                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5350         },
5351 #ifdef CONFIG_SLABINFO
5352         {
5353                 .name = "kmem.slabinfo",
5354                 .seq_show = mem_cgroup_slabinfo_read,
5355         },
5356 #endif
5357 #endif
5358         { },    /* terminate */
5359 };
5360
5361 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5362 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5363         {
5364                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5365                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5366                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5367         },
5368         {
5369                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5370                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5371                 .write = mem_cgroup_reset,
5372                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5373         },
5374         {
5375                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5376                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5377                 .write = mem_cgroup_write,
5378                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5379         },
5380         {
5381                 .name = "memsw.failcnt",
5382                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5383                 .write = mem_cgroup_reset,
5384                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5385         },
5386         { },    /* terminate */
5387 };
5388 #endif
5389 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5390 {
5391         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5392         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
5393         int zone, tmp = node;
5394         /*
5395          * This routine is called against possible nodes.
5396          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5397          *
5398          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5399          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5400          *       function.
5401          */
5402         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5403                 tmp = -1;
5404         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5405         if (!pn)
5406                 return 1;
5407
5408         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5409                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
5410                 lruvec_init(&mz->lruvec);
5411                 mz->usage_in_excess = 0;
5412                 mz->on_tree = false;
5413                 mz->memcg = memcg;
5414         }
5415         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5416         return 0;
5417 }
5418
5419 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5420 {
5421         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
5422 }
5423
5424 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5425 {
5426         struct mem_cgroup *memcg;
5427         size_t size;
5428
5429         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5430         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5431
5432         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5433         if (!memcg)
5434                 return NULL;
5435
5436         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
5437         if (!memcg->stat)
5438                 goto out_free;
5439         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
5440         return memcg;
5441
5442 out_free:
5443         kfree(memcg);
5444         return NULL;
5445 }
5446
5447 /*
5448  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
5449  * (scanning all at force_empty is too costly...)
5450  *
5451  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
5452  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
5453  * it goes down to 0.
5454  *
5455  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
5456  */
5457
5458 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5459 {
5460         int node;
5461
5462         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5463
5464         for_each_node(node)
5465                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
5466
5467         free_percpu(memcg->stat);
5468
5469         /*
5470          * We need to make sure that (at least for now), the jump label
5471          * destruction code runs outside of the cgroup lock. This is because
5472          * get_online_cpus(), which is called from the static_branch update,
5473          * can't be called inside the cgroup_lock. cpusets are the ones
5474          * enforcing this dependency, so if they ever change, we might as well.
5475          *
5476          * schedule_work() will guarantee this happens. Be careful if you need
5477          * to move this code around, and make sure it is outside
5478          * the cgroup_lock.
5479          */
5480         disarm_static_keys(memcg);
5481         kfree(memcg);
5482 }
5483
5484 /*
5485  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
5486  */
5487 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
5488 {
5489         if (!memcg->res.parent)
5490                 return NULL;
5491         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
5492 }
5493 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
5494
5495 static void __init mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
5496 {
5497         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5498         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5499         int tmp, node, zone;
5500
5501         for_each_node(node) {
5502                 tmp = node;
5503                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5504                         tmp = -1;
5505                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
5506                 BUG_ON(!rtpn);
5507
5508                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5509
5510                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5511                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5512                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5513                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5514                 }
5515         }
5516 }
5517
5518 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5519 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5520 {
5521         struct mem_cgroup *memcg;
5522         long error = -ENOMEM;
5523         int node;
5524
5525         memcg = mem_cgroup_alloc();
5526         if (!memcg)
5527                 return ERR_PTR(error);
5528
5529         for_each_node(node)
5530                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5531                         goto free_out;
5532
5533         /* root ? */
5534         if (parent_css == NULL) {
5535                 root_mem_cgroup = memcg;
5536                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5537                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5538                 res_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5539         }
5540
5541         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5542         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5543         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5544         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5545         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5546         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5547         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5548         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5549
5550         return &memcg->css;
5551
5552 free_out:
5553         __mem_cgroup_free(memcg);
5554         return ERR_PTR(error);
5555 }
5556
5557 static int
5558 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5559 {
5560         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5561         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
5562
5563         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
5564                 return -ENOSPC;
5565
5566         if (!parent)
5567                 return 0;
5568
5569         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
5570
5571         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5572         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5573         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5574
5575         if (parent->use_hierarchy) {
5576                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5577                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5578                 res_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5579
5580                 /*
5581                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
5582                  * core guarantees its existence.
5583                  */
5584         } else {
5585                 res_counter_init(&memcg->res, &root_mem_cgroup->res);
5586                 res_counter_init(&memcg->memsw, &root_mem_cgroup->memsw);
5587                 res_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5588                 /*
5589                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5590                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5591                  * unfortunate state in our controller.
5592                  */
5593                 if (parent != root_mem_cgroup)
5594                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5595         }
5596         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
5597
5598         return memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
5599 }
5600
5601 /*
5602  * Announce all parents that a group from their hierarchy is gone.
5603  */
5604 static void mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *memcg)
5605 {
5606         struct mem_cgroup *parent = memcg;
5607
5608         while ((parent = parent_mem_cgroup(parent)))
5609                 mem_cgroup_iter_invalidate(parent);
5610
5611         /*
5612          * if the root memcg is not hierarchical we have to check it
5613          * explicitely.
5614          */
5615         if (!root_mem_cgroup->use_hierarchy)
5616                 mem_cgroup_iter_invalidate(root_mem_cgroup);
5617 }
5618
5619 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5620 {
5621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5622         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5623         struct cgroup_subsys_state *iter;
5624
5625         /*
5626          * Unregister events and notify userspace.
5627          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5628          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5629          */
5630         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5631         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5632                 list_del_init(&event->list);
5633                 schedule_work(&event->remove);
5634         }
5635         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5636
5637         kmem_cgroup_css_offline(memcg);
5638
5639         mem_cgroup_invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5640
5641         /*
5642          * This requires that offlining is serialized.  Right now that is
5643          * guaranteed because css_killed_work_fn() holds the cgroup_mutex.
5644          */
5645         css_for_each_descendant_post(iter, css)
5646                 mem_cgroup_reparent_charges(mem_cgroup_from_css(iter));
5647
5648         memcg_unregister_all_caches(memcg);
5649         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5650 }
5651
5652 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5655         /*
5656          * XXX: css_offline() would be where we should reparent all
5657          * memory to prepare the cgroup for destruction.  However,
5658          * memcg does not do css_tryget_online() and res_counter charging
5659          * under the same RCU lock region, which means that charging
5660          * could race with offlining.  Offlining only happens to
5661          * cgroups with no tasks in them but charges can show up
5662          * without any tasks from the swapin path when the target
5663          * memcg is looked up from the swapout record and not from the
5664          * current task as it usually is.  A race like this can leak
5665          * charges and put pages with stale cgroup pointers into
5666          * circulation:
5667          *
5668          * #0                        #1
5669          *                           lookup_swap_cgroup_id()
5670          *                           rcu_read_lock()
5671          *                           mem_cgroup_lookup()
5672          *                           css_tryget_online()
5673          *                           rcu_read_unlock()
5674          * disable css_tryget_online()
5675          * call_rcu()
5676          *   offline_css()
5677          *     reparent_charges()
5678          *                           res_counter_charge()
5679          *                           css_put()
5680          *                             css_free()
5681          *                           pc->mem_cgroup = dead memcg
5682          *                           add page to lru
5683          *
5684          * The bulk of the charges are still moved in offline_css() to
5685          * avoid pinning a lot of pages in case a long-term reference
5686          * like a swapout record is deferring the css_free() to long
5687          * after offlining.  But this makes sure we catch any charges
5688          * made after offlining:
5689          */
5690         mem_cgroup_reparent_charges(memcg);
5691
5692         memcg_destroy_kmem(memcg);
5693         __mem_cgroup_free(memcg);
5694 }
5695
5696 /**
5697  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5698  * @css: the target css
5699  *
5700  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5701  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5702  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5703  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5704  * made visible again.
5705  *
5706  * The current implementation only resets the essential configurations.
5707  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5708  */
5709 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5710 {
5711         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5712
5713         mem_cgroup_resize_limit(memcg, ULLONG_MAX);
5714         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, ULLONG_MAX);
5715         memcg_update_kmem_limit(memcg, ULLONG_MAX);
5716         res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, ULLONG_MAX);
5717 }
5718
5719 #ifdef CONFIG_MMU
5720 /* Handlers for move charge at task migration. */
5721 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5722 {
5723         int ret;
5724
5725         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
5726         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
5727         if (!ret) {
5728                 mc.precharge += count;
5729                 return ret;
5730         }
5731         if (ret == -EINTR) {
5732                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
5733                 return ret;
5734         }
5735
5736         /* Try charges one by one with reclaim */
5737         while (count--) {
5738                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
5739                 /*
5740                  * In case of failure, any residual charges against
5741                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
5742                  * later on.  However, cancel any charges that are
5743                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
5744                  */
5745                 if (ret == -EINTR)
5746                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
5747                 if (ret)
5748                         return ret;
5749                 mc.precharge++;
5750                 cond_resched();
5751         }
5752         return 0;
5753 }
5754
5755 /**
5756  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5757  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5758  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5759  * @ptent: the pte to be checked
5760  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5761  *
5762  * Returns
5763  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5764  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5765  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5766  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5767  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5768  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5769  *     in target->ent.
5770  *
5771  * Called with pte lock held.
5772  */
5773 union mc_target {
5774         struct page     *page;
5775         swp_entry_t     ent;
5776 };
5777
5778 enum mc_target_type {
5779         MC_TARGET_NONE = 0,
5780         MC_TARGET_PAGE,
5781         MC_TARGET_SWAP,
5782 };
5783
5784 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5785                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5786 {
5787         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5788
5789         if (!page || !page_mapped(page))
5790                 return NULL;
5791         if (PageAnon(page)) {
5792                 /* we don't move shared anon */
5793                 if (!move_anon())
5794                         return NULL;
5795         } else if (!move_file())
5796                 /* we ignore mapcount for file pages */
5797                 return NULL;
5798         if (!get_page_unless_zero(page))
5799                 return NULL;
5800
5801         return page;
5802 }
5803
5804 #ifdef CONFIG_SWAP
5805 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5806                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5807 {
5808         struct page *page = NULL;
5809         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5810
5811         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5812                 return NULL;
5813         /*
5814          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5815          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5816          */
5817         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
5818         if (do_swap_account)
5819                 entry->val = ent.val;
5820
5821         return page;
5822 }
5823 #else
5824 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5825                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5826 {
5827         return NULL;
5828 }
5829 #endif
5830
5831 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5832                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5833 {
5834         struct page *page = NULL;
5835         struct address_space *mapping;
5836         pgoff_t pgoff;
5837
5838         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5839                 return NULL;
5840         if (!move_file())
5841                 return NULL;
5842
5843         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5844         if (pte_none(ptent))
5845                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5846         else /* pte_file(ptent) is true */
5847                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5848
5849         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5850 #ifdef CONFIG_SWAP
5851         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5852         if (shmem_mapping(mapping)) {
5853                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5854                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5855                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5856                         if (do_swap_account)
5857                                 *entry = swp;
5858                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
5859                 }
5860         } else
5861                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5862 #else
5863         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5864 #endif
5865         return page;
5866 }
5867
5868 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5869                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5870 {
5871         struct page *page = NULL;
5872         struct page_cgroup *pc;
5873         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5874         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5875
5876         if (pte_present(ptent))
5877                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5878         else if (is_swap_pte(ptent))
5879                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5880         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5881                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5882
5883         if (!page && !ent.val)
5884                 return ret;
5885         if (page) {
5886                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5887                 /*
5888                  * Do only loose check w/o serialization.
5889                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or
5890                  * not under LRU exclusion.
5891                  */
5892                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5893                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5894                         if (target)
5895                                 target->page = page;
5896                 }
5897                 if (!ret || !target)
5898                         put_page(page);
5899         }
5900         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5901         if (ent.val && !ret &&
5902             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5903                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5904                 if (target)
5905                         target->ent = ent;
5906         }
5907         return ret;
5908 }
5909
5910 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5911 /*
5912  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5913  * support them for now.
5914  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5915  */
5916 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5917                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5918 {
5919         struct page *page = NULL;
5920         struct page_cgroup *pc;
5921         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5922
5923         page = pmd_page(pmd);
5924         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5925         if (!move_anon())
5926                 return ret;
5927         pc = lookup_page_cgroup(page);
5928         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5929                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5930                 if (target) {
5931                         get_page(page);
5932                         target->page = page;
5933                 }
5934         }
5935         return ret;
5936 }
5937 #else
5938 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5939                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5940 {
5941         return MC_TARGET_NONE;
5942 }
5943 #endif
5944
5945 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5946                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5947                                         struct mm_walk *walk)
5948 {
5949         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5950         pte_t *pte;
5951         spinlock_t *ptl;
5952
5953         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5954                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5955                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5956                 spin_unlock(ptl);
5957                 return 0;
5958         }
5959
5960         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5961                 return 0;
5962         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5963         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5964                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5965                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5966         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5967         cond_resched();
5968
5969         return 0;
5970 }
5971
5972 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5973 {
5974         unsigned long precharge;
5975         struct vm_area_struct *vma;
5976
5977         down_read(&mm->mmap_sem);
5978         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5979                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5980                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5981                         .mm = mm,
5982                         .private = vma,
5983                 };
5984                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5985                         continue;
5986                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5987                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5988         }
5989         up_read(&mm->mmap_sem);
5990
5991         precharge = mc.precharge;
5992         mc.precharge = 0;
5993
5994         return precharge;
5995 }
5996
5997 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5998 {
5999         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6000
6001         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6002         mc.moving_task = current;
6003         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6004 }
6005
6006 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6007 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6008 {
6009         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6010         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6011         int i;
6012
6013         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6014         if (mc.precharge) {
6015                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6016                 mc.precharge = 0;
6017         }
6018         /*
6019          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6020          * we must uncharge here.
6021          */
6022         if (mc.moved_charge) {
6023                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6024                 mc.moved_charge = 0;
6025         }
6026         /* we must fixup refcnts and charges */
6027         if (mc.moved_swap) {
6028                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6029                 res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
6030                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6031
6032                 for (i = 0; i < mc.moved_swap; i++)
6033                         css_put(&mc.from->css);
6034
6035                 /*
6036                  * we charged both to->res and to->memsw, so we should
6037                  * uncharge to->res.
6038                  */
6039                 res_counter_uncharge(&mc.to->res,
6040                                      PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
6041                 /* we've already done css_get(mc.to) */
6042                 mc.moved_swap = 0;
6043         }
6044         memcg_oom_recover(from);
6045         memcg_oom_recover(to);
6046         wake_up_all(&mc.waitq);
6047 }
6048
6049 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6050 {
6051         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6052
6053         /*
6054          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6055          * task migration.
6056          */
6057         mc.moving_task = NULL;
6058         __mem_cgroup_clear_mc();
6059         spin_lock(&mc.lock);
6060         mc.from = NULL;
6061         mc.to = NULL;
6062         spin_unlock(&mc.lock);
6063         mem_cgroup_end_move(from);
6064 }
6065
6066 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6067                                  struct cgroup_taskset *tset)
6068 {
6069         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6070         int ret = 0;
6071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6072         unsigned long move_charge_at_immigrate;
6073
6074         /*
6075          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6076          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6077          * So we need to save it, and keep it going.
6078          */
6079         move_charge_at_immigrate  = memcg->move_charge_at_immigrate;
6080         if (move_charge_at_immigrate) {
6081                 struct mm_struct *mm;
6082                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
6083
6084                 VM_BUG_ON(from == memcg);
6085
6086                 mm = get_task_mm(p);
6087                 if (!mm)
6088                         return 0;
6089                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6090                 if (mm->owner == p) {
6091                         VM_BUG_ON(mc.from);
6092                         VM_BUG_ON(mc.to);
6093                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
6094                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6095                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6096                         mem_cgroup_start_move(from);
6097                         spin_lock(&mc.lock);
6098                         mc.from = from;
6099                         mc.to = memcg;
6100                         mc.immigrate_flags = move_charge_at_immigrate;
6101                         spin_unlock(&mc.lock);
6102                         /* We set mc.moving_task later */
6103
6104                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6105                         if (ret)
6106                                 mem_cgroup_clear_mc();
6107                 }
6108                 mmput(mm);
6109         }
6110         return ret;
6111 }
6112
6113 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6114                                      struct cgroup_taskset *tset)
6115 {
6116         mem_cgroup_clear_mc();
6117 }
6118
6119 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6120                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6121                                 struct mm_walk *walk)
6122 {
6123         int ret = 0;
6124         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
6125         pte_t *pte;
6126         spinlock_t *ptl;
6127         enum mc_target_type target_type;
6128         union mc_target target;
6129         struct page *page;
6130         struct page_cgroup *pc;
6131
6132         /*
6133          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
6134          * happens because:
6135          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
6136          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
6137          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
6138          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
6139          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
6140          *    part of thp split is not executed yet.
6141          */
6142         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
6143                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6144                         spin_unlock(ptl);
6145                         return 0;
6146                 }
6147                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6148                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6149                         page = target.page;
6150                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6151                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
6152                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
6153                                                         pc, mc.from, mc.to)) {
6154                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6155                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6156                                 }
6157                                 putback_lru_page(page);
6158                         }
6159                         put_page(page);
6160                 }
6161                 spin_unlock(ptl);
6162                 return 0;
6163         }
6164
6165         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6166                 return 0;
6167 retry:
6168         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6169         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6170                 pte_t ptent = *(pte++);
6171                 swp_entry_t ent;
6172
6173                 if (!mc.precharge)
6174                         break;
6175
6176                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6177                 case MC_TARGET_PAGE:
6178                         page = target.page;
6179                         if (isolate_lru_page(page))
6180                                 goto put;
6181                         pc = lookup_page_cgroup(page);
6182                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
6183                                                      mc.from, mc.to)) {
6184                                 mc.precharge--;
6185                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6186                                 mc.moved_charge++;
6187                         }
6188                         putback_lru_page(page);
6189 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6190                         put_page(page);
6191                         break;
6192                 case MC_TARGET_SWAP:
6193                         ent = target.ent;
6194                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6195                                 mc.precharge--;
6196                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
6197                                 mc.moved_swap++;
6198                         }
6199                         break;
6200                 default:
6201                         break;
6202                 }
6203         }
6204         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6205         cond_resched();
6206
6207         if (addr != end) {
6208                 /*
6209                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6210                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6211                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6212                  * phase.
6213                  */
6214                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6215                 if (!ret)
6216                         goto retry;
6217         }
6218
6219         return ret;
6220 }
6221
6222 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
6223 {
6224         struct vm_area_struct *vma;
6225
6226         lru_add_drain_all();
6227 retry:
6228         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
6229                 /*
6230                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6231                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6232                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6233                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6234                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6235                  */
6236                 __mem_cgroup_clear_mc();
6237                 cond_resched();
6238                 goto retry;
6239         }
6240         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
6241                 int ret;
6242                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
6243                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6244                         .mm = mm,
6245                         .private = vma,
6246                 };
6247                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
6248                         continue;
6249                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
6250                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
6251                 if (ret)
6252                         /*
6253                          * means we have consumed all precharges and failed in
6254                          * doing additional charge. Just abandon here.
6255                          */
6256                         break;
6257         }
6258         up_read(&mm->mmap_sem);
6259 }
6260
6261 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6262                                  struct cgroup_taskset *tset)
6263 {
6264         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
6265         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
6266
6267         if (mm) {
6268                 if (mc.to)
6269                         mem_cgroup_move_charge(mm);
6270                 mmput(mm);
6271         }
6272         if (mc.to)
6273                 mem_cgroup_clear_mc();
6274 }
6275 #else   /* !CONFIG_MMU */
6276 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6277                                  struct cgroup_taskset *tset)
6278 {
6279         return 0;
6280 }
6281 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
6282                                      struct cgroup_taskset *tset)
6283 {
6284 }
6285 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
6286                                  struct cgroup_taskset *tset)
6287 {
6288 }
6289 #endif
6290
6291 /*
6292  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6293  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6294  * attempt.
6295  */
6296 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6297 {
6298         /*
6299          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6300          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6301          * on for the root memcg is enough.
6302          */
6303         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
6304                 mem_cgroup_from_css(root_css)->use_hierarchy = true;
6305 }
6306
6307 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6308         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6309         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6310         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6311         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6312         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6313         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6314         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6315         .attach = mem_cgroup_move_task,
6316         .bind = mem_cgroup_bind,
6317         .legacy_cftypes = mem_cgroup_files,
6318         .early_init = 0,
6319 };
6320
6321 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6322 static int __init enable_swap_account(char *s)
6323 {
6324         if (!strcmp(s, "1"))
6325                 really_do_swap_account = 1;
6326         else if (!strcmp(s, "0"))
6327                 really_do_swap_account = 0;
6328         return 1;
6329 }
6330 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6331
6332 static void __init memsw_file_init(void)
6333 {
6334         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6335                                           memsw_cgroup_files));
6336 }
6337
6338 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6339 {
6340         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6341                 do_swap_account = 1;
6342                 memsw_file_init();
6343         }
6344 }
6345
6346 #else
6347 static void __init enable_swap_cgroup(void)
6348 {
6349 }
6350 #endif
6351
6352 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6353 /**
6354  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6355  * @page: page whose memsw charge to transfer
6356  * @entry: swap entry to move the charge to
6357  *
6358  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6359  */
6360 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6361 {
6362         struct page_cgroup *pc;
6363         unsigned short oldid;
6364
6365         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6366         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6367
6368         if (!do_swap_account)
6369                 return;
6370
6371         pc = lookup_page_cgroup(page);
6372
6373         /* Readahead page, never charged */
6374         if (!PageCgroupUsed(pc))
6375                 return;
6376
6377         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEMSW), page);
6378
6379         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(pc->mem_cgroup));
6380         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6381
6382         pc->flags &= ~PCG_MEMSW;
6383         css_get(&pc->mem_cgroup->css);
6384         mem_cgroup_swap_statistics(pc->mem_cgroup, true);
6385 }
6386
6387 /**
6388  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
6389  * @entry: swap entry to uncharge
6390  *
6391  * Drop the memsw charge associated with @entry.
6392  */
6393 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6394 {
6395         struct mem_cgroup *memcg;
6396         unsigned short id;
6397
6398         if (!do_swap_account)
6399                 return;
6400
6401         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
6402         rcu_read_lock();
6403         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
6404         if (memcg) {
6405                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
6406                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
6407                 css_put(&memcg->css);
6408         }
6409         rcu_read_unlock();
6410 }
6411 #endif
6412
6413 /**
6414  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6415  * @page: page to charge
6416  * @mm: mm context of the victim
6417  * @gfp_mask: reclaim mode
6418  * @memcgp: charged memcg return
6419  *
6420  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6421  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6422  *
6423  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6424  * Otherwise, an error code is returned.
6425  *
6426  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6427  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6428  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6429  */
6430 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6431                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6432 {
6433         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6434         unsigned int nr_pages = 1;
6435         int ret = 0;
6436
6437         if (mem_cgroup_disabled())
6438                 goto out;
6439
6440         if (PageSwapCache(page)) {
6441                 struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
6442                 /*
6443                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6444                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6445                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6446                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6447                  * in turn serializes uncharging.
6448                  */
6449                 if (PageCgroupUsed(pc))
6450                         goto out;
6451         }
6452
6453         if (PageTransHuge(page)) {
6454                 nr_pages <<= compound_order(page);
6455                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6456         }
6457
6458         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
6459                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
6460         if (!memcg)
6461                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6462
6463         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6464
6465         css_put(&memcg->css);
6466
6467         if (ret == -EINTR) {
6468                 memcg = root_mem_cgroup;
6469                 ret = 0;
6470         }
6471 out:
6472         *memcgp = memcg;
6473         return ret;
6474 }
6475
6476 /**
6477  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6478  * @page: page to charge
6479  * @memcg: memcg to charge the page to
6480  * @lrucare: page might be on LRU already
6481  *
6482  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6483  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6484  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6485  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6486  *
6487  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6488  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6489  *
6490  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6491  */
6492 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6493                               bool lrucare)
6494 {
6495         unsigned int nr_pages = 1;
6496
6497         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6498         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6499
6500         if (mem_cgroup_disabled())
6501                 return;
6502         /*
6503          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6504          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6505          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6506          */
6507         if (!memcg)
6508                 return;
6509
6510         if (PageTransHuge(page)) {
6511                 nr_pages <<= compound_order(page);
6512                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6513         }
6514
6515         commit_charge(page, memcg, nr_pages, lrucare);
6516
6517         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
6518                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6519                 /*
6520                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6521                  * let's not wait for it.  The page already received a
6522                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6523                  */
6524                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
6525         }
6526 }
6527
6528 /**
6529  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6530  * @page: page to charge
6531  * @memcg: memcg to charge the page to
6532  *
6533  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6534  */
6535 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6536 {
6537         unsigned int nr_pages = 1;
6538
6539         if (mem_cgroup_disabled())
6540                 return;
6541         /*
6542          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6543          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6544          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6545          */
6546         if (!memcg)
6547                 return;
6548
6549         if (PageTransHuge(page)) {
6550                 nr_pages <<= compound_order(page);
6551                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6552         }
6553
6554         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6555 }
6556
6557 /**
6558  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6559  * @page: page to uncharge
6560  *
6561  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6562  * mem_cgroup_commit_charge().
6563  */
6564 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6565 {
6566         struct memcg_batch_info *batch;
6567         unsigned int nr_pages = 1;
6568         struct mem_cgroup *memcg;
6569         struct page_cgroup *pc;
6570         unsigned long pc_flags;
6571         unsigned long flags;
6572
6573         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6574         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6575
6576         if (mem_cgroup_disabled())
6577                 return;
6578
6579         pc = lookup_page_cgroup(page);
6580
6581         /* Every final put_page() ends up here */
6582         if (!PageCgroupUsed(pc))
6583                 return;
6584
6585         if (PageTransHuge(page)) {
6586                 nr_pages <<= compound_order(page);
6587                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
6588         }
6589         /*
6590          * Nobody should be changing or seriously looking at
6591          * pc->mem_cgroup and pc->flags at this point, we have fully
6592          * exclusive access to the page.
6593          */
6594         memcg = pc->mem_cgroup;
6595         pc_flags = pc->flags;
6596         pc->flags = 0;
6597
6598         local_irq_save(flags);
6599
6600         if (nr_pages > 1)
6601                 goto direct;
6602         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)))
6603                 goto direct;
6604         batch = &current->memcg_batch;
6605         if (!batch->do_batch)
6606                 goto direct;
6607         if (batch->memcg && batch->memcg != memcg)
6608                 goto direct;
6609         if (!batch->memcg)
6610                 batch->memcg = memcg;
6611         if (pc_flags & PCG_MEM)
6612                 batch->nr_pages++;
6613         if (pc_flags & PCG_MEMSW)
6614                 batch->memsw_nr_pages++;
6615         goto out;
6616 direct:
6617         if (pc_flags & PCG_MEM)
6618                 res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
6619         if (pc_flags & PCG_MEMSW)
6620                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
6621         memcg_oom_recover(memcg);
6622 out:
6623         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_pages);
6624         memcg_check_events(memcg, page);
6625
6626         local_irq_restore(flags);
6627 }
6628
6629 /**
6630  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
6631  * @oldpage: currently charged page
6632  * @newpage: page to transfer the charge to
6633  * @lrucare: both pages might be on the LRU already
6634  *
6635  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
6636  *
6637  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6638  */
6639 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
6640                         bool lrucare)
6641 {
6642         unsigned int nr_pages = 1;
6643         struct page_cgroup *pc;
6644         int isolated;
6645
6646         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6647         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6648         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
6649         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
6650         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6651
6652         if (mem_cgroup_disabled())
6653                 return;
6654
6655         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6656         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
6657         if (PageCgroupUsed(pc))
6658                 return;
6659
6660         /* Re-entrant migration: old page already uncharged? */
6661         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
6662         if (!PageCgroupUsed(pc))
6663                 return;
6664
6665         VM_BUG_ON_PAGE(!(pc->flags & PCG_MEM), oldpage);
6666         VM_BUG_ON_PAGE(do_swap_account && !(pc->flags & PCG_MEMSW), oldpage);
6667
6668         if (PageTransHuge(oldpage)) {
6669                 nr_pages <<= compound_order(oldpage);
6670                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(oldpage), oldpage);
6671                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(newpage), newpage);
6672         }
6673
6674         if (lrucare)
6675                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
6676
6677         pc->flags = 0;
6678
6679         if (lrucare)
6680                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
6681
6682         local_irq_disable();
6683         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, oldpage, -nr_pages);
6684         memcg_check_events(pc->mem_cgroup, oldpage);
6685         local_irq_enable();
6686
6687         commit_charge(newpage, pc->mem_cgroup, nr_pages, lrucare);
6688 }
6689
6690 /*
6691  * subsys_initcall() for memory controller.
6692  *
6693  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
6694  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
6695  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
6696  * be initialized from here.
6697  */
6698 static int __init mem_cgroup_init(void)
6699 {
6700         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
6701         enable_swap_cgroup();
6702         mem_cgroup_soft_limit_tree_init();
6703         memcg_stock_init();
6704         return 0;
6705 }
6706 subsys_initcall(mem_cgroup_init);