These changes are the raw update to linux-4.4.6-rt14. Kernel sources
[kvmfornfv.git] / kernel / 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  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include <net/tcp_memcontrol.h>
70 #include <linux/locallock.h>
71
72 #include "slab.h"
73
74 #include <asm/uaccess.h>
75
76 #include <trace/events/vmscan.h>
77
78 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
79 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
80
81 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
82 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
83 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 int do_swap_account __read_mostly;
88 #else
89 #define do_swap_account         0
90 #endif
91
92 static DEFINE_LOCAL_IRQ_LOCK(event_lock);
93 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
94         "cache",
95         "rss",
96         "rss_huge",
97         "mapped_file",
98         "dirty",
99         "writeback",
100         "swap",
101 };
102
103 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
104         "pgpgin",
105         "pgpgout",
106         "pgfault",
107         "pgmajfault",
108 };
109
110 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
111         "inactive_anon",
112         "active_anon",
113         "inactive_file",
114         "active_file",
115         "unevictable",
116 };
117
118 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
119 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
120 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
121
122 /*
123  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
124  * their hierarchy representation
125  */
126
127 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
128         struct rb_root rb_root;
129         spinlock_t lock;
130 };
131
132 struct mem_cgroup_tree_per_node {
133         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
134 };
135
136 struct mem_cgroup_tree {
137         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
138 };
139
140 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
141
142 /* for OOM */
143 struct mem_cgroup_eventfd_list {
144         struct list_head list;
145         struct eventfd_ctx *eventfd;
146 };
147
148 /*
149  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
150  */
151 struct mem_cgroup_event {
152         /*
153          * memcg which the event belongs to.
154          */
155         struct mem_cgroup *memcg;
156         /*
157          * eventfd to signal userspace about the event.
158          */
159         struct eventfd_ctx *eventfd;
160         /*
161          * Each of these stored in a list by the cgroup.
162          */
163         struct list_head list;
164         /*
165          * register_event() callback will be used to add new userspace
166          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
167          * on eventfd to send notification to userspace.
168          */
169         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
170                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
171         /*
172          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
173          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
174          * if you want provide notification functionality.
175          */
176         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
177                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
178         /*
179          * All fields below needed to unregister event when
180          * userspace closes eventfd.
181          */
182         poll_table pt;
183         wait_queue_head_t *wqh;
184         wait_queue_t wait;
185         struct work_struct remove;
186 };
187
188 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
189 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
190
191 /* Stuffs for move charges at task migration. */
192 /*
193  * Types of charges to be moved.
194  */
195 #define MOVE_ANON       0x1U
196 #define MOVE_FILE       0x2U
197 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
198
199 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
200 static struct move_charge_struct {
201         spinlock_t        lock; /* for from, to */
202         struct mem_cgroup *from;
203         struct mem_cgroup *to;
204         unsigned long flags;
205         unsigned long precharge;
206         unsigned long moved_charge;
207         unsigned long moved_swap;
208         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
209         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
210 } mc = {
211         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
212         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
213 };
214
215 /*
216  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
217  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
218  */
219 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
220 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
221
222 enum charge_type {
223         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
224         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
225         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
226         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
227         NR_CHARGE_TYPE,
228 };
229
230 /* for encoding cft->private value on file */
231 enum res_type {
232         _MEM,
233         _MEMSWAP,
234         _OOM_TYPE,
235         _KMEM,
236 };
237
238 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
239 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
240 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
241 /* Used for OOM nofiier */
242 #define OOM_CONTROL             (0)
243
244 /*
245  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
246  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
247  * appearing has to hold it as well.
248  */
249 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
250
251 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
252 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
253 {
254         if (!memcg)
255                 memcg = root_mem_cgroup;
256         return &memcg->vmpressure;
257 }
258
259 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
260 {
261         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
262 }
263
264 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
265 {
266         return (memcg == root_mem_cgroup);
267 }
268
269 /*
270  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
271  * an unsigned short.
272  */
273 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
274
275 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
276 {
277         return memcg->css.id;
278 }
279
280 /*
281  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
282  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
283  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
284  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
285  */
286 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
287 {
288         struct cgroup_subsys_state *css;
289
290         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
291         return mem_cgroup_from_css(css);
292 }
293
294 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
295 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
296
297 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
298 {
299         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
300                 struct mem_cgroup *memcg;
301                 struct cg_proto *cg_proto;
302
303                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
304
305                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
306                  * filled. It won't however, necessarily happen from
307                  * process context. So the test for root memcg given
308                  * the current task's memcg won't help us in this case.
309                  *
310                  * Respecting the original socket's memcg is a better
311                  * decision in this case.
312                  */
313                 if (sk->sk_cgrp) {
314                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
315                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
316                         return;
317                 }
318
319                 rcu_read_lock();
320                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
321                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
322                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
323                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
324                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
325                 }
326                 rcu_read_unlock();
327         }
328 }
329 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
330
331 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
332 {
333         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
334                 struct mem_cgroup *memcg;
335                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
336                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
337                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
338         }
339 }
340
341 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
342 {
343         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
344                 return NULL;
345
346         return &memcg->tcp_mem;
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
349
350 #endif
351
352 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
353 /*
354  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
355  * The main reason for not using cgroup id for this:
356  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
357  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
358  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
359  *  200 entry array for that.
360  *
361  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
362  * will double each time we have to increase it.
363  */
364 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
365 int memcg_nr_cache_ids;
366
367 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
368 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
369
370 void memcg_get_cache_ids(void)
371 {
372         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 void memcg_put_cache_ids(void)
376 {
377         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
378 }
379
380 /*
381  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
382  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
383  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
384  * tunable, but that is strictly not necessary.
385  *
386  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
387  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
388  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
389  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
390  * increase ours as well if it increases.
391  */
392 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
393 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
394
395 /*
396  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
397  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
398  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
399  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
400  */
401 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
402 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
403
404 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
405
406 static struct mem_cgroup_per_zone *
407 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
408 {
409         int nid = zone_to_nid(zone);
410         int zid = zone_idx(zone);
411
412         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
413 }
414
415 /**
416  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
417  * @page: page of interest
418  *
419  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
420  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
421  * until it is released.
422  *
423  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
424  * is returned.
425  *
426  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
427  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
428  * association before @page is released even on the default hierarchy;
429  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
430  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
431  * actually true.
432  */
433 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
434 {
435         struct mem_cgroup *memcg;
436
437         rcu_read_lock();
438
439         memcg = page->mem_cgroup;
440
441         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
442                 memcg = root_mem_cgroup;
443
444         rcu_read_unlock();
445         return &memcg->css;
446 }
447
448 /**
449  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
450  * @page: the page
451  *
452  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
453  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
454  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
455  *
456  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
457  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
458  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
459  * do not care (such as procfs interfaces).
460  */
461 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
462 {
463         struct mem_cgroup *memcg;
464         unsigned long ino = 0;
465
466         rcu_read_lock();
467         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
468         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
469                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
470         if (memcg)
471                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
472         rcu_read_unlock();
473         return ino;
474 }
475
476 static struct mem_cgroup_per_zone *
477 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
478 {
479         int nid = page_to_nid(page);
480         int zid = page_zonenum(page);
481
482         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
483 }
484
485 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
486 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
487 {
488         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
489 }
490
491 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
492 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
493 {
494         int nid = page_to_nid(page);
495         int zid = page_zonenum(page);
496
497         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
498 }
499
500 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
501                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
502                                          unsigned long new_usage_in_excess)
503 {
504         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
505         struct rb_node *parent = NULL;
506         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
507
508         if (mz->on_tree)
509                 return;
510
511         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
512         if (!mz->usage_in_excess)
513                 return;
514         while (*p) {
515                 parent = *p;
516                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
517                                         tree_node);
518                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
519                         p = &(*p)->rb_left;
520                 /*
521                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
522                  * limit by the same amount
523                  */
524                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
525                         p = &(*p)->rb_right;
526         }
527         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
528         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
529         mz->on_tree = true;
530 }
531
532 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
533                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
534 {
535         if (!mz->on_tree)
536                 return;
537         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
538         mz->on_tree = false;
539 }
540
541 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
542                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
543 {
544         unsigned long flags;
545
546         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
547         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
548         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
549 }
550
551 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
552 {
553         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
554         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
555         unsigned long excess = 0;
556
557         if (nr_pages > soft_limit)
558                 excess = nr_pages - soft_limit;
559
560         return excess;
561 }
562
563 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
564 {
565         unsigned long excess;
566         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
567         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
568
569         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
570         /*
571          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
572          * because their event counter is not touched.
573          */
574         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
575                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
576                 excess = soft_limit_excess(memcg);
577                 /*
578                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
579                  * mem is over its softlimit.
580                  */
581                 if (excess || mz->on_tree) {
582                         unsigned long flags;
583
584                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
585                         /* if on-tree, remove it */
586                         if (mz->on_tree)
587                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
588                         /*
589                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
590                          * If excess is 0, no tree ops.
591                          */
592                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
593                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
594                 }
595         }
596 }
597
598 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
599 {
600         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
601         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
602         int nid, zid;
603
604         for_each_node(nid) {
605                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
606                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
607                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
608                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
609                 }
610         }
611 }
612
613 static struct mem_cgroup_per_zone *
614 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
615 {
616         struct rb_node *rightmost = NULL;
617         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
618
619 retry:
620         mz = NULL;
621         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
622         if (!rightmost)
623                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
624
625         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
626         /*
627          * Remove the node now but someone else can add it back,
628          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
629          * position in the tree.
630          */
631         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
632         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
633             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
634                 goto retry;
635 done:
636         return mz;
637 }
638
639 static struct mem_cgroup_per_zone *
640 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
641 {
642         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
643
644         spin_lock_irq(&mctz->lock);
645         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
646         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
647         return mz;
648 }
649
650 /*
651  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
652  *
653  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
654  *
655  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
656  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
657  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
658  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
659  *
660  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
661  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
662  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
663  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
664  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
665  *
666  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
667  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
668  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
669  * implemented.
670  */
671 static unsigned long
672 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
673 {
674         long val = 0;
675         int cpu;
676
677         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
678         for_each_possible_cpu(cpu)
679                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
680         /*
681          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
682          * transient negative values.
683          */
684         if (val < 0)
685                 val = 0;
686         return val;
687 }
688
689 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
690                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
691 {
692         unsigned long val = 0;
693         int cpu;
694
695         for_each_possible_cpu(cpu)
696                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
697         return val;
698 }
699
700 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
701                                          struct page *page,
702                                          int nr_pages)
703 {
704         /*
705          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
706          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
707          */
708         if (PageAnon(page))
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
710                                 nr_pages);
711         else
712                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
713                                 nr_pages);
714
715         if (PageTransHuge(page))
716                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
717                                 nr_pages);
718
719         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
720         if (nr_pages > 0)
721                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
722         else {
723                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
724                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
725         }
726
727         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
728 }
729
730 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
731                                                   int nid,
732                                                   unsigned int lru_mask)
733 {
734         unsigned long nr = 0;
735         int zid;
736
737         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
738
739         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
740                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
741                 enum lru_list lru;
742
743                 for_each_lru(lru) {
744                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
745                                 continue;
746                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
747                         nr += mz->lru_size[lru];
748                 }
749         }
750         return nr;
751 }
752
753 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
754                         unsigned int lru_mask)
755 {
756         unsigned long nr = 0;
757         int nid;
758
759         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
760                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
761         return nr;
762 }
763
764 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
765                                        enum mem_cgroup_events_target target)
766 {
767         unsigned long val, next;
768
769         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
770         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
771         /* from time_after() in jiffies.h */
772         if ((long)next - (long)val < 0) {
773                 switch (target) {
774                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
775                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
776                         break;
777                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
778                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
779                         break;
780                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
781                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
782                         break;
783                 default:
784                         break;
785                 }
786                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
787                 return true;
788         }
789         return false;
790 }
791
792 /*
793  * Check events in order.
794  *
795  */
796 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
797 {
798         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
799         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
800                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
801                 bool do_softlimit;
802                 bool do_numainfo __maybe_unused;
803
804                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
806 #if MAX_NUMNODES > 1
807                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
808                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
809 #endif
810                 mem_cgroup_threshold(memcg);
811                 if (unlikely(do_softlimit))
812                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
813 #if MAX_NUMNODES > 1
814                 if (unlikely(do_numainfo))
815                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
816 #endif
817         }
818 }
819
820 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
821 {
822         /*
823          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
824          * if it races with swapoff, page migration, etc.
825          * So this can be called with p == NULL.
826          */
827         if (unlikely(!p))
828                 return NULL;
829
830         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
831 }
832 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
833
834 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
835 {
836         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
837
838         rcu_read_lock();
839         do {
840                 /*
841                  * Page cache insertions can happen withou an
842                  * actual mm context, e.g. during disk probing
843                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
844                  */
845                 if (unlikely(!mm))
846                         memcg = root_mem_cgroup;
847                 else {
848                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
849                         if (unlikely(!memcg))
850                                 memcg = root_mem_cgroup;
851                 }
852         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
853         rcu_read_unlock();
854         return memcg;
855 }
856
857 /**
858  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
859  * @root: hierarchy root
860  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
861  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
862  *
863  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
864  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
865  *
866  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
867  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
868  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
869  *
870  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
871  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
872  * reclaimers operating on the same zone and priority.
873  */
874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
875                                    struct mem_cgroup *prev,
876                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
877 {
878         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
879         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
880         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
881         struct mem_cgroup *pos = NULL;
882
883         if (mem_cgroup_disabled())
884                 return NULL;
885
886         if (!root)
887                 root = root_mem_cgroup;
888
889         if (prev && !reclaim)
890                 pos = prev;
891
892         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
893                 if (prev)
894                         goto out;
895                 return root;
896         }
897
898         rcu_read_lock();
899
900         if (reclaim) {
901                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
902
903                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
904                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
905
906                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
907                         goto out_unlock;
908
909                 while (1) {
910                         pos = READ_ONCE(iter->position);
911                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
912                                 break;
913                         /*
914                          * css reference reached zero, so iter->position will
915                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
916                          * rely on this happening soon, because ->css_released
917                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
918                          * might block it. So we clear iter->position right
919                          * away.
920                          */
921                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
922                 }
923         }
924
925         if (pos)
926                 css = &pos->css;
927
928         for (;;) {
929                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
930                 if (!css) {
931                         /*
932                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
933                          * new one might jump in right at the end of
934                          * the hierarchy - make sure they see at least
935                          * one group and restart from the beginning.
936                          */
937                         if (!prev)
938                                 continue;
939                         break;
940                 }
941
942                 /*
943                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
944                  * is provided by the caller, so we know it's alive
945                  * and kicking, and don't take an extra reference.
946                  */
947                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
948
949                 if (css == &root->css)
950                         break;
951
952                 if (css_tryget(css)) {
953                         /*
954                          * Make sure the memcg is initialized:
955                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
956                          * initialization against setting the flag.
957                          */
958                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
959                                 break;
960
961                         css_put(css);
962                 }
963
964                 memcg = NULL;
965         }
966
967         if (reclaim) {
968                 /*
969                  * The position could have already been updated by a competing
970                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
971                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
972                  */
973                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
974
975                 if (pos)
976                         css_put(&pos->css);
977
978                 if (!memcg)
979                         iter->generation++;
980                 else if (!prev)
981                         reclaim->generation = iter->generation;
982         }
983
984 out_unlock:
985         rcu_read_unlock();
986 out:
987         if (prev && prev != root)
988                 css_put(&prev->css);
989
990         return memcg;
991 }
992
993 /**
994  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
995  * @root: hierarchy root
996  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
997  */
998 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
999                            struct mem_cgroup *prev)
1000 {
1001         if (!root)
1002                 root = root_mem_cgroup;
1003         if (prev && prev != root)
1004                 css_put(&prev->css);
1005 }
1006
1007 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1008 {
1009         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1010         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1011         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1012         int nid, zid;
1013         int i;
1014
1015         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1016                 for_each_node(nid) {
1017                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1018                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1019                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1020                                         iter = &mz->iter[i];
1021                                         cmpxchg(&iter->position,
1022                                                 dead_memcg, NULL);
1023                                 }
1024                         }
1025                 }
1026         }
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1031  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1032  * be used for reference counting.
1033  */
1034 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1035         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1036              iter != NULL;                              \
1037              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1038
1039 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1040         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1041              iter != NULL;                              \
1042              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1043
1044 /**
1045  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1046  * @zone: zone of the wanted lruvec
1047  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1048  *
1049  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1050  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1051  * is disabled.
1052  */
1053 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1054                                       struct mem_cgroup *memcg)
1055 {
1056         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1057         struct lruvec *lruvec;
1058
1059         if (mem_cgroup_disabled()) {
1060                 lruvec = &zone->lruvec;
1061                 goto out;
1062         }
1063
1064         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1065         lruvec = &mz->lruvec;
1066 out:
1067         /*
1068          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1069          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1070          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1071          */
1072         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1073                 lruvec->zone = zone;
1074         return lruvec;
1075 }
1076
1077 /**
1078  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1079  * @page: the page
1080  * @zone: zone of the page
1081  *
1082  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1083  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1084  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1085  */
1086 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1087 {
1088         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1089         struct mem_cgroup *memcg;
1090         struct lruvec *lruvec;
1091
1092         if (mem_cgroup_disabled()) {
1093                 lruvec = &zone->lruvec;
1094                 goto out;
1095         }
1096
1097         memcg = page->mem_cgroup;
1098         /*
1099          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1100          * possibly migrated - before they are charged.
1101          */
1102         if (!memcg)
1103                 memcg = root_mem_cgroup;
1104
1105         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1106         lruvec = &mz->lruvec;
1107 out:
1108         /*
1109          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1110          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1111          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1112          */
1113         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1114                 lruvec->zone = zone;
1115         return lruvec;
1116 }
1117
1118 /**
1119  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1120  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1121  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1122  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1123  *
1124  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1125  * lru list.
1126  */
1127 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1128                                 int nr_pages)
1129 {
1130         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1131         unsigned long *lru_size;
1132
1133         if (mem_cgroup_disabled())
1134                 return;
1135
1136         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1137         lru_size = mz->lru_size + lru;
1138         *lru_size += nr_pages;
1139         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1140 }
1141
1142 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1143 {
1144         struct mem_cgroup *task_memcg;
1145         struct task_struct *p;
1146         bool ret;
1147
1148         p = find_lock_task_mm(task);
1149         if (p) {
1150                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1151                 task_unlock(p);
1152         } else {
1153                 /*
1154                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1155                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1156                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1157                  */
1158                 rcu_read_lock();
1159                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1160                 css_get(&task_memcg->css);
1161                 rcu_read_unlock();
1162         }
1163         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1164         css_put(&task_memcg->css);
1165         return ret;
1166 }
1167
1168 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1169         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1170
1171 /**
1172  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1173  * @memcg: the memory cgroup
1174  *
1175  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1176  * pages.
1177  */
1178 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1179 {
1180         unsigned long margin = 0;
1181         unsigned long count;
1182         unsigned long limit;
1183
1184         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1185         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1186         if (count < limit)
1187                 margin = limit - count;
1188
1189         if (do_swap_account) {
1190                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1191                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1192                 if (count <= limit)
1193                         margin = min(margin, limit - count);
1194         }
1195
1196         return margin;
1197 }
1198
1199 /*
1200  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1201  *
1202  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1203  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1204  * caused by "move".
1205  */
1206 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1207 {
1208         struct mem_cgroup *from;
1209         struct mem_cgroup *to;
1210         bool ret = false;
1211         /*
1212          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1213          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1214          */
1215         spin_lock(&mc.lock);
1216         from = mc.from;
1217         to = mc.to;
1218         if (!from)
1219                 goto unlock;
1220
1221         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1222                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1223 unlock:
1224         spin_unlock(&mc.lock);
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1229 {
1230         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1231                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1232                         DEFINE_WAIT(wait);
1233                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1234                         /* moving charge context might have finished. */
1235                         if (mc.moving_task)
1236                                 schedule();
1237                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1238                         return true;
1239                 }
1240         }
1241         return false;
1242 }
1243
1244 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1245 /**
1246  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1247  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1248  * @p: Task that is going to be killed
1249  *
1250  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1251  * enabled
1252  */
1253 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1254 {
1255         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1256         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1257         struct mem_cgroup *iter;
1258         unsigned int i;
1259
1260         mutex_lock(&oom_info_lock);
1261         rcu_read_lock();
1262
1263         if (p) {
1264                 pr_info("Task in ");
1265                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1266                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1267         } else {
1268                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1269         }
1270
1271         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1272         pr_cont("\n");
1273
1274         rcu_read_unlock();
1275
1276         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1277                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1278                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1279         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1280                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1281                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1282         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1283                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1284                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1285
1286         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1287                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1288                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1289                 pr_cont(":");
1290
1291                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1292                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1293                                 continue;
1294                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1295                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1296                 }
1297
1298                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1299                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1300                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1301
1302                 pr_cont("\n");
1303         }
1304         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1305 }
1306
1307 /*
1308  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1309  * 1(self count) if no children.
1310  */
1311 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         int num = 0;
1314         struct mem_cgroup *iter;
1315
1316         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1317                 num++;
1318         return num;
1319 }
1320
1321 /*
1322  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1323  */
1324 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1325 {
1326         unsigned long limit;
1327
1328         limit = memcg->memory.limit;
1329         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1330                 unsigned long memsw_limit;
1331
1332                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1333                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1334         }
1335         return limit;
1336 }
1337
1338 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1339                                      int order)
1340 {
1341         struct oom_control oc = {
1342                 .zonelist = NULL,
1343                 .nodemask = NULL,
1344                 .gfp_mask = gfp_mask,
1345                 .order = order,
1346         };
1347         struct mem_cgroup *iter;
1348         unsigned long chosen_points = 0;
1349         unsigned long totalpages;
1350         unsigned int points = 0;
1351         struct task_struct *chosen = NULL;
1352
1353         mutex_lock(&oom_lock);
1354
1355         /*
1356          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1357          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1358          * quickly exit and free its memory.
1359          */
1360         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1361                 mark_oom_victim(current);
1362                 goto unlock;
1363         }
1364
1365         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1366         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1367         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1368                 struct css_task_iter it;
1369                 struct task_struct *task;
1370
1371                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1372                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1373                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1374                         case OOM_SCAN_SELECT:
1375                                 if (chosen)
1376                                         put_task_struct(chosen);
1377                                 chosen = task;
1378                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1379                                 get_task_struct(chosen);
1380                                 /* fall through */
1381                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1382                                 continue;
1383                         case OOM_SCAN_ABORT:
1384                                 css_task_iter_end(&it);
1385                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1386                                 if (chosen)
1387                                         put_task_struct(chosen);
1388                                 goto unlock;
1389                         case OOM_SCAN_OK:
1390                                 break;
1391                         };
1392                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1393                         if (!points || points < chosen_points)
1394                                 continue;
1395                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1396                         if (points == chosen_points &&
1397                             thread_group_leader(chosen))
1398                                 continue;
1399
1400                         if (chosen)
1401                                 put_task_struct(chosen);
1402                         chosen = task;
1403                         chosen_points = points;
1404                         get_task_struct(chosen);
1405                 }
1406                 css_task_iter_end(&it);
1407         }
1408
1409         if (chosen) {
1410                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1411                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1412                                  "Memory cgroup out of memory");
1413         }
1414 unlock:
1415         mutex_unlock(&oom_lock);
1416 }
1417
1418 #if MAX_NUMNODES > 1
1419
1420 /**
1421  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1422  * @memcg: the target memcg
1423  * @nid: the node ID to be checked.
1424  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1425  *
1426  * This function returns whether the specified memcg contains any
1427  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1428  * pages in the node.
1429  */
1430 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1431                 int nid, bool noswap)
1432 {
1433         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1434                 return true;
1435         if (noswap || !total_swap_pages)
1436                 return false;
1437         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1438                 return true;
1439         return false;
1440
1441 }
1442
1443 /*
1444  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1445  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1446  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1447  *
1448  */
1449 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         int nid;
1452         /*
1453          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1454          * pagein/pageout changes since the last update.
1455          */
1456         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1457                 return;
1458         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1459                 return;
1460
1461         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1462         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1463
1464         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1465
1466                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1467                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1468         }
1469
1470         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1471         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1472 }
1473
1474 /*
1475  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1476  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1477  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1478  *
1479  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1480  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1481  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1482  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1483  *
1484  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1485  */
1486 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1487 {
1488         int node;
1489
1490         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1491         node = memcg->last_scanned_node;
1492
1493         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1494         if (node == MAX_NUMNODES)
1495                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1496         /*
1497          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1498          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1499          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1500          * we use curret node.
1501          */
1502         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1503                 node = numa_node_id();
1504
1505         memcg->last_scanned_node = node;
1506         return node;
1507 }
1508 #else
1509 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         return 0;
1512 }
1513 #endif
1514
1515 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1516                                    struct zone *zone,
1517                                    gfp_t gfp_mask,
1518                                    unsigned long *total_scanned)
1519 {
1520         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1521         int total = 0;
1522         int loop = 0;
1523         unsigned long excess;
1524         unsigned long nr_scanned;
1525         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1526                 .zone = zone,
1527                 .priority = 0,
1528         };
1529
1530         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1531
1532         while (1) {
1533                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1534                 if (!victim) {
1535                         loop++;
1536                         if (loop >= 2) {
1537                                 /*
1538                                  * If we have not been able to reclaim
1539                                  * anything, it might because there are
1540                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1541                                  */
1542                                 if (!total)
1543                                         break;
1544                                 /*
1545                                  * We want to do more targeted reclaim.
1546                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1547                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1548                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1549                                  */
1550                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1551                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1552                                         break;
1553                         }
1554                         continue;
1555                 }
1556                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1557                                                      zone, &nr_scanned);
1558                 *total_scanned += nr_scanned;
1559                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1560                         break;
1561         }
1562         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1563         return total;
1564 }
1565
1566 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1567 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1568         .name = "memcg_oom_lock",
1569 };
1570 #endif
1571
1572 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1573
1574 /*
1575  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1576  * If someone is running, return false.
1577  */
1578 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1579 {
1580         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1581
1582         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1583
1584         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1585                 if (iter->oom_lock) {
1586                         /*
1587                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1588                          * so we cannot give a lock.
1589                          */
1590                         failed = iter;
1591                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1592                         break;
1593                 } else
1594                         iter->oom_lock = true;
1595         }
1596
1597         if (failed) {
1598                 /*
1599                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1600                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1601                  */
1602                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1603                         if (iter == failed) {
1604                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1605                                 break;
1606                         }
1607                         iter->oom_lock = false;
1608                 }
1609         } else
1610                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1611
1612         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1613
1614         return !failed;
1615 }
1616
1617 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1618 {
1619         struct mem_cgroup *iter;
1620
1621         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1622         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1623         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1624                 iter->oom_lock = false;
1625         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1626 }
1627
1628 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1629 {
1630         struct mem_cgroup *iter;
1631
1632         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1633         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1634                 iter->under_oom++;
1635         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1636 }
1637
1638 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1639 {
1640         struct mem_cgroup *iter;
1641
1642         /*
1643          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1644          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1645          */
1646         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1647         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1648                 if (iter->under_oom > 0)
1649                         iter->under_oom--;
1650         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1651 }
1652
1653 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1654
1655 struct oom_wait_info {
1656         struct mem_cgroup *memcg;
1657         wait_queue_t    wait;
1658 };
1659
1660 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1661         unsigned mode, int sync, void *arg)
1662 {
1663         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1664         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1665         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1666
1667         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1668         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1669
1670         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1671             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1672                 return 0;
1673         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1674 }
1675
1676 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1677 {
1678         /*
1679          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1680          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1681          * this function is called as a result of userland actions
1682          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1683          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1684          * triggering notification.
1685          */
1686         if (memcg && memcg->under_oom)
1687                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1688 }
1689
1690 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1691 {
1692         if (!current->memcg_may_oom)
1693                 return;
1694         /*
1695          * We are in the middle of the charge context here, so we
1696          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1697          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1698          *
1699          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1700          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1701          * invocation might not even be necessary.
1702          *
1703          * That's why we don't do anything here except remember the
1704          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1705          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1706          * and when we know whether the fault was overall successful.
1707          */
1708         css_get(&memcg->css);
1709         current->memcg_in_oom = memcg;
1710         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1711         current->memcg_oom_order = order;
1712 }
1713
1714 /**
1715  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1716  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1717  *
1718  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1719  * handler was enabled.
1720  *
1721  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1722  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1723  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1724  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1725  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1726  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1727  *
1728  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1729  * completed, %false otherwise.
1730  */
1731 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1732 {
1733         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1734         struct oom_wait_info owait;
1735         bool locked;
1736
1737         /* OOM is global, do not handle */
1738         if (!memcg)
1739                 return false;
1740
1741         if (!handle || oom_killer_disabled)
1742                 goto cleanup;
1743
1744         owait.memcg = memcg;
1745         owait.wait.flags = 0;
1746         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1747         owait.wait.private = current;
1748         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1749
1750         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1751         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1752
1753         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1754
1755         if (locked)
1756                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1757
1758         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1759                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1760                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1761                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1762                                          current->memcg_oom_order);
1763         } else {
1764                 schedule();
1765                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1766                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1767         }
1768
1769         if (locked) {
1770                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1771                 /*
1772                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1773                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1774                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1775                  */
1776                 memcg_oom_recover(memcg);
1777         }
1778 cleanup:
1779         current->memcg_in_oom = NULL;
1780         css_put(&memcg->css);
1781         return true;
1782 }
1783
1784 /**
1785  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1786  * @page: page that is going to change accounted state
1787  *
1788  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1789  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1790  * being moved to another memcg:
1791  *
1792  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1793  *   if (TestClearPageState(page))
1794  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1795  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1796  */
1797 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *memcg;
1800         unsigned long flags;
1801
1802         /*
1803          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1804          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1805          * because page moving starts with an RCU grace period.
1806          *
1807          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1808          * the page state that is going to change is the only thing
1809          * preventing the page from being uncharged.
1810          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1811          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1812          * account transaction might be complete.
1813          */
1814         rcu_read_lock();
1815
1816         if (mem_cgroup_disabled())
1817                 return NULL;
1818 again:
1819         memcg = page->mem_cgroup;
1820         if (unlikely(!memcg))
1821                 return NULL;
1822
1823         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1824                 return memcg;
1825
1826         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1827         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1828                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1829                 goto again;
1830         }
1831
1832         /*
1833          * When charge migration first begins, we can have locked and
1834          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1835          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1836          */
1837         memcg->move_lock_task = current;
1838         memcg->move_lock_flags = flags;
1839
1840         return memcg;
1841 }
1842 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1843
1844 /**
1845  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1846  * @memcg: the memcg that was accounted against
1847  */
1848 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1849 {
1850         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1851                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1852
1853                 memcg->move_lock_task = NULL;
1854                 memcg->move_lock_flags = 0;
1855
1856                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1857         }
1858
1859         rcu_read_unlock();
1860 }
1861 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1862
1863 /*
1864  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1865  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1866  */
1867 #define CHARGE_BATCH    32U
1868 struct memcg_stock_pcp {
1869         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1870         unsigned int nr_pages;
1871         struct work_struct work;
1872         unsigned long flags;
1873 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1874 };
1875 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1876 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1877
1878 /**
1879  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1880  * @memcg: memcg to consume from.
1881  * @nr_pages: how many pages to charge.
1882  *
1883  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1884  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1885  * service an allocation will refill the stock.
1886  *
1887  * returns true if successful, false otherwise.
1888  */
1889 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1890 {
1891         struct memcg_stock_pcp *stock;
1892         bool ret = false;
1893
1894         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1895                 return ret;
1896
1897         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1898         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1899                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1900                 ret = true;
1901         }
1902         put_cpu_var(memcg_stock);
1903         return ret;
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1908  */
1909 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1910 {
1911         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1912
1913         if (stock->nr_pages) {
1914                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1915                 if (do_swap_account)
1916                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1917                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1918                 stock->nr_pages = 0;
1919         }
1920         stock->cached = NULL;
1921 }
1922
1923 /*
1924  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1925  * a thread which is pinned to local cpu.
1926  */
1927 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1928 {
1929         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1930         drain_stock(stock);
1931         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1936  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1937  */
1938 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1939 {
1940         struct memcg_stock_pcp *stock;
1941         int cpu = get_cpu_light();
1942
1943         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1944
1945         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1946                 drain_stock(stock);
1947                 stock->cached = memcg;
1948         }
1949         stock->nr_pages += nr_pages;
1950         put_cpu_light();
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1955  * of the hierarchy under it.
1956  */
1957 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1958 {
1959         int cpu, curcpu;
1960
1961         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1962         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1963                 return;
1964         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1965         get_online_cpus();
1966         curcpu = get_cpu_light();
1967         for_each_online_cpu(cpu) {
1968                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1969                 struct mem_cgroup *memcg;
1970
1971                 memcg = stock->cached;
1972                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1973                         continue;
1974                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1975                         continue;
1976                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1977                         if (cpu == curcpu)
1978                                 drain_local_stock(&stock->work);
1979                         else
1980                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1981                 }
1982         }
1983         put_cpu_light();
1984         put_online_cpus();
1985         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1986 }
1987
1988 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1989                                         unsigned long action,
1990                                         void *hcpu)
1991 {
1992         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1993         struct memcg_stock_pcp *stock;
1994
1995         if (action == CPU_ONLINE)
1996                 return NOTIFY_OK;
1997
1998         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1999                 return NOTIFY_OK;
2000
2001         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2002         drain_stock(stock);
2003         return NOTIFY_OK;
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2008  * and reclaims memory over the high limit.
2009  */
2010 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2011 {
2012         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2013         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2014
2015         if (likely(!nr_pages))
2016                 return;
2017
2018         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2019
2020         do {
2021                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2022                         continue;
2023                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2024                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2025         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2026
2027         css_put(&memcg->css);
2028         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2029 }
2030
2031 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2032                       unsigned int nr_pages)
2033 {
2034         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2035         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2036         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2037         struct page_counter *counter;
2038         unsigned long nr_reclaimed;
2039         bool may_swap = true;
2040         bool drained = false;
2041
2042         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2043                 return 0;
2044 retry:
2045         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2046                 return 0;
2047
2048         if (!do_swap_account ||
2049             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2050                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2051                         goto done_restock;
2052                 if (do_swap_account)
2053                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2054                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2055         } else {
2056                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2057                 may_swap = false;
2058         }
2059
2060         if (batch > nr_pages) {
2061                 batch = nr_pages;
2062                 goto retry;
2063         }
2064
2065         /*
2066          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2067          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2068          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2069          * free their memory.
2070          */
2071         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2072                      fatal_signal_pending(current) ||
2073                      current->flags & PF_EXITING))
2074                 goto force;
2075
2076         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2077                 goto nomem;
2078
2079         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2080                 goto nomem;
2081
2082         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2083
2084         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2085                                                     gfp_mask, may_swap);
2086
2087         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2088                 goto retry;
2089
2090         if (!drained) {
2091                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2092                 drained = true;
2093                 goto retry;
2094         }
2095
2096         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2097                 goto nomem;
2098         /*
2099          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2100          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2101          * before killing the task.
2102          *
2103          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2104          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2105          * to regular pages anyway in case of failure.
2106          */
2107         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2108                 goto retry;
2109         /*
2110          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2111          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2112          */
2113         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2114                 goto retry;
2115
2116         if (nr_retries--)
2117                 goto retry;
2118
2119         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2120                 goto force;
2121
2122         if (fatal_signal_pending(current))
2123                 goto force;
2124
2125         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2126
2127         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2128                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2129 nomem:
2130         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2131                 return -ENOMEM;
2132 force:
2133         /*
2134          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2135          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2136          * temporarily by force charging it.
2137          */
2138         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2139         if (do_swap_account)
2140                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2141         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2142
2143         return 0;
2144
2145 done_restock:
2146         css_get_many(&memcg->css, batch);
2147         if (batch > nr_pages)
2148                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2149
2150         /*
2151          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2152          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2153          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2154          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2155          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2156          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2157          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2158          */
2159         do {
2160                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2161                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2162                         set_notify_resume(current);
2163                         break;
2164                 }
2165         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2166
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2171 {
2172         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2173                 return;
2174
2175         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2176         if (do_swap_account)
2177                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2178
2179         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2180 }
2181
2182 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2183 {
2184         struct zone *zone = page_zone(page);
2185
2186         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2187         if (PageLRU(page)) {
2188                 struct lruvec *lruvec;
2189
2190                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2191                 ClearPageLRU(page);
2192                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2193                 *isolated = 1;
2194         } else
2195                 *isolated = 0;
2196 }
2197
2198 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2199 {
2200         struct zone *zone = page_zone(page);
2201
2202         if (isolated) {
2203                 struct lruvec *lruvec;
2204
2205                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2206                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2207                 SetPageLRU(page);
2208                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2209         }
2210         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2211 }
2212
2213 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2214                           bool lrucare)
2215 {
2216         int isolated;
2217
2218         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2219
2220         /*
2221          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2222          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2223          */
2224         if (lrucare)
2225                 lock_page_lru(page, &isolated);
2226
2227         /*
2228          * Nobody should be changing or seriously looking at
2229          * page->mem_cgroup at this point:
2230          *
2231          * - the page is uncharged
2232          *
2233          * - the page is off-LRU
2234          *
2235          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2236          *   a locked page table
2237          *
2238          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2239          *   have the page locked
2240          */
2241         page->mem_cgroup = memcg;
2242
2243         if (lrucare)
2244                 unlock_page_lru(page, isolated);
2245 }
2246
2247 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2248 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2249 {
2250         int id, size;
2251         int err;
2252
2253         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2254                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2255         if (id < 0)
2256                 return id;
2257
2258         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2259                 return id;
2260
2261         /*
2262          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2263          * so we have to grow them.
2264          */
2265         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2266
2267         size = 2 * (id + 1);
2268         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2269                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2270         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2271                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2272
2273         err = memcg_update_all_caches(size);
2274         if (!err)
2275                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2276         if (!err)
2277                 memcg_nr_cache_ids = size;
2278
2279         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2280
2281         if (err) {
2282                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2283                 return err;
2284         }
2285         return id;
2286 }
2287
2288 static void memcg_free_cache_id(int id)
2289 {
2290         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2291 }
2292
2293 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2294         struct mem_cgroup *memcg;
2295         struct kmem_cache *cachep;
2296         struct work_struct work;
2297 };
2298
2299 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2300 {
2301         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2302                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2303         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2304         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2305
2306         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2307
2308         css_put(&memcg->css);
2309         kfree(cw);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2314  */
2315 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2316                                                struct kmem_cache *cachep)
2317 {
2318         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2319
2320         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2321         if (!cw)
2322                 return;
2323
2324         css_get(&memcg->css);
2325
2326         cw->memcg = memcg;
2327         cw->cachep = cachep;
2328         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2329
2330         schedule_work(&cw->work);
2331 }
2332
2333 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2334                                              struct kmem_cache *cachep)
2335 {
2336         /*
2337          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2338          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2339          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2340          *
2341          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2342          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2343          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2344          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2345          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2346          */
2347         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2348         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2349         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2354  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2355  *
2356  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2357  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2358  * in a workqueue.
2359  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2360  * the original cache.
2361  *
2362  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2363  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2364  */
2365 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2366 {
2367         struct mem_cgroup *memcg;
2368         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2369         int kmemcg_id;
2370
2371         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2372
2373         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2374                 return cachep;
2375
2376         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2377         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2378         if (kmemcg_id < 0)
2379                 goto out;
2380
2381         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2382         if (likely(memcg_cachep))
2383                 return memcg_cachep;
2384
2385         /*
2386          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2387          * context), we could be be predictable and return right away.
2388          * This would guarantee that the allocation being performed
2389          * already belongs in the new cache.
2390          *
2391          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2392          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2393          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2394          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2395          * defer everything.
2396          */
2397         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2398 out:
2399         css_put(&memcg->css);
2400         return cachep;
2401 }
2402
2403 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2404 {
2405         if (!is_root_cache(cachep))
2406                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2407 }
2408
2409 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2410                               struct mem_cgroup *memcg)
2411 {
2412         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2413         struct page_counter *counter;
2414         int ret;
2415
2416         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2417                 return 0;
2418
2419         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2420                 return -ENOMEM;
2421
2422         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2423         if (ret) {
2424                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2425                 return ret;
2426         }
2427
2428         page->mem_cgroup = memcg;
2429
2430         return 0;
2431 }
2432
2433 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2434 {
2435         struct mem_cgroup *memcg;
2436         int ret;
2437
2438         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2439         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2440         css_put(&memcg->css);
2441         return ret;
2442 }
2443
2444 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2445 {
2446         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2447         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2448
2449         if (!memcg)
2450                 return;
2451
2452         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2453
2454         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2455         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2456         if (do_swap_account)
2457                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2458
2459         page->mem_cgroup = NULL;
2460         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2461 }
2462 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2463
2464 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2465
2466 /*
2467  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2468  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2469  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2470  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2471  */
2472 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2473 {
2474         int i;
2475
2476         if (mem_cgroup_disabled())
2477                 return;
2478
2479         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2480                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2481
2482         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2483                        HPAGE_PMD_NR);
2484 }
2485 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2486
2487 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2488 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2489                                          bool charge)
2490 {
2491         int val = (charge) ? 1 : -1;
2492         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2493 }
2494
2495 /**
2496  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2497  * @entry: swap entry to be moved
2498  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2499  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2500  *
2501  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2502  * as the mem_cgroup's id of @from.
2503  *
2504  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2505  *
2506  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2507  * both res and memsw, and called css_get().
2508  */
2509 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2510                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2511 {
2512         unsigned short old_id, new_id;
2513
2514         old_id = mem_cgroup_id(from);
2515         new_id = mem_cgroup_id(to);
2516
2517         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2518                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2519                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2520                 return 0;
2521         }
2522         return -EINVAL;
2523 }
2524 #else
2525 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2526                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2527 {
2528         return -EINVAL;
2529 }
2530 #endif
2531
2532 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2533
2534 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2535                                    unsigned long limit)
2536 {
2537         unsigned long curusage;
2538         unsigned long oldusage;
2539         bool enlarge = false;
2540         int retry_count;
2541         int ret;
2542
2543         /*
2544          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2545          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2546          * of # of children which we should visit in this loop.
2547          */
2548         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2549                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2550
2551         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2552
2553         do {
2554                 if (signal_pending(current)) {
2555                         ret = -EINTR;
2556                         break;
2557                 }
2558
2559                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2560                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2561                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2562                         ret = -EINVAL;
2563                         break;
2564                 }
2565                 if (limit > memcg->memory.limit)
2566                         enlarge = true;
2567                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2568                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2569
2570                 if (!ret)
2571                         break;
2572
2573                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2574
2575                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2576                 /* Usage is reduced ? */
2577                 if (curusage >= oldusage)
2578                         retry_count--;
2579                 else
2580                         oldusage = curusage;
2581         } while (retry_count);
2582
2583         if (!ret && enlarge)
2584                 memcg_oom_recover(memcg);
2585
2586         return ret;
2587 }
2588
2589 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2590                                          unsigned long limit)
2591 {
2592         unsigned long curusage;
2593         unsigned long oldusage;
2594         bool enlarge = false;
2595         int retry_count;
2596         int ret;
2597
2598         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2599         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2600                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2601
2602         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2603
2604         do {
2605                 if (signal_pending(current)) {
2606                         ret = -EINTR;
2607                         break;
2608                 }
2609
2610                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2611                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2612                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2613                         ret = -EINVAL;
2614                         break;
2615                 }
2616                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2617                         enlarge = true;
2618                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2619                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2620
2621                 if (!ret)
2622                         break;
2623
2624                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2625
2626                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2627                 /* Usage is reduced ? */
2628                 if (curusage >= oldusage)
2629                         retry_count--;
2630                 else
2631                         oldusage = curusage;
2632         } while (retry_count);
2633
2634         if (!ret && enlarge)
2635                 memcg_oom_recover(memcg);
2636
2637         return ret;
2638 }
2639
2640 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2641                                             gfp_t gfp_mask,
2642                                             unsigned long *total_scanned)
2643 {
2644         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2645         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2646         unsigned long reclaimed;
2647         int loop = 0;
2648         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2649         unsigned long excess;
2650         unsigned long nr_scanned;
2651
2652         if (order > 0)
2653                 return 0;
2654
2655         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2656         /*
2657          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2658          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2659          * pressure
2660          */
2661         do {
2662                 if (next_mz)
2663                         mz = next_mz;
2664                 else
2665                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2666                 if (!mz)
2667                         break;
2668
2669                 nr_scanned = 0;
2670                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2671                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2672                 nr_reclaimed += reclaimed;
2673                 *total_scanned += nr_scanned;
2674                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2675                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2676
2677                 /*
2678                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2679                  * it is time to move on to the next cgroup
2680                  */
2681                 next_mz = NULL;
2682                 if (!reclaimed)
2683                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2684
2685                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2686                 /*
2687                  * One school of thought says that we should not add
2688                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2689                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2690                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2691                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2692                  * term TODO.
2693                  */
2694                 /* If excess == 0, no tree ops */
2695                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2696                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2697                 css_put(&mz->memcg->css);
2698                 loop++;
2699                 /*
2700                  * Could not reclaim anything and there are no more
2701                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2702                  * reclaiming anything.
2703                  */
2704                 if (!nr_reclaimed &&
2705                         (next_mz == NULL ||
2706                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2707                         break;
2708         } while (!nr_reclaimed);
2709         if (next_mz)
2710                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2711         return nr_reclaimed;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2716  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2717  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2718  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2719  */
2720 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2721 {
2722         bool ret;
2723
2724         /*
2725          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2726          * it prevents a new child from being initialized based on this
2727          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2728          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2729          */
2730         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2731
2732         rcu_read_lock();
2733         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2734         rcu_read_unlock();
2735         return ret;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2740  * the rest to the parent.
2741  *
2742  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2743  */
2744 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2745 {
2746         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2747
2748         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2749         lru_add_drain_all();
2750         /* try to free all pages in this cgroup */
2751         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2752                 int progress;
2753
2754                 if (signal_pending(current))
2755                         return -EINTR;
2756
2757                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2758                                                         GFP_KERNEL, true);
2759                 if (!progress) {
2760                         nr_retries--;
2761                         /* maybe some writeback is necessary */
2762                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2763                 }
2764
2765         }
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2771                                             char *buf, size_t nbytes,
2772                                             loff_t off)
2773 {
2774         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2775
2776         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2777                 return -EINVAL;
2778         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2779 }
2780
2781 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2782                                      struct cftype *cft)
2783 {
2784         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2785 }
2786
2787 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2788                                       struct cftype *cft, u64 val)
2789 {
2790         int retval = 0;
2791         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2792         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2793
2794         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2795
2796         if (memcg->use_hierarchy == val)
2797                 goto out;
2798
2799         /*
2800          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2801          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2802          * occur, provided the current cgroup has no children.
2803          *
2804          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2805          * set if there are no children.
2806          */
2807         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2808                                 (val == 1 || val == 0)) {
2809                 if (!memcg_has_children(memcg))
2810                         memcg->use_hierarchy = val;
2811                 else
2812                         retval = -EBUSY;
2813         } else
2814                 retval = -EINVAL;
2815
2816 out:
2817         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2818
2819         return retval;
2820 }
2821
2822 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2823                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2824 {
2825         struct mem_cgroup *iter;
2826         unsigned long val = 0;
2827
2828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2829                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2830
2831         return val;
2832 }
2833
2834 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2835 {
2836         unsigned long val;
2837
2838         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2839                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2840                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2841                 if (swap)
2842                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2843         } else {
2844                 if (!swap)
2845                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2846                 else
2847                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2848         }
2849         return val;
2850 }
2851
2852 enum {
2853         RES_USAGE,
2854         RES_LIMIT,
2855         RES_MAX_USAGE,
2856         RES_FAILCNT,
2857         RES_SOFT_LIMIT,
2858 };
2859
2860 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2861                                struct cftype *cft)
2862 {
2863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2864         struct page_counter *counter;
2865
2866         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2867         case _MEM:
2868                 counter = &memcg->memory;
2869                 break;
2870         case _MEMSWAP:
2871                 counter = &memcg->memsw;
2872                 break;
2873         case _KMEM:
2874                 counter = &memcg->kmem;
2875                 break;
2876         default:
2877                 BUG();
2878         }
2879
2880         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2881         case RES_USAGE:
2882                 if (counter == &memcg->memory)
2883                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2884                 if (counter == &memcg->memsw)
2885                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2886                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2887         case RES_LIMIT:
2888                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2889         case RES_MAX_USAGE:
2890                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2891         case RES_FAILCNT:
2892                 return counter->failcnt;
2893         case RES_SOFT_LIMIT:
2894                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2895         default:
2896                 BUG();
2897         }
2898 }
2899
2900 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2901 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2902                                unsigned long nr_pages)
2903 {
2904         int err = 0;
2905         int memcg_id;
2906
2907         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2908         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2909         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2910
2911         /*
2912          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2913          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2914          * already joined.
2915          *
2916          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2917          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2918          * place, which makes the value quite meaningless.
2919          *
2920          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2921          * of course permitted.
2922          */
2923         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2924         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2925             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2926                 err = -EBUSY;
2927         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2928         if (err)
2929                 goto out;
2930
2931         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2932         if (memcg_id < 0) {
2933                 err = memcg_id;
2934                 goto out;
2935         }
2936
2937         /*
2938          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2939          * activated yet, so this should succeed.
2940          */
2941         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2942         VM_BUG_ON(err);
2943
2944         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2945         /*
2946          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2947          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2948          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2949          * patched.
2950          */
2951         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2952         memcg->kmem_acct_activated = true;
2953         memcg->kmem_acct_active = true;
2954 out:
2955         return err;
2956 }
2957
2958 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2959                                    unsigned long limit)
2960 {
2961         int ret;
2962
2963         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2964         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2965                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2966         else
2967                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2968         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2969         return ret;
2970 }
2971
2972 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2973 {
2974         int ret = 0;
2975         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2976
2977         if (!parent)
2978                 return 0;
2979
2980         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2981         /*
2982          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2983          * after this point, because it has at least one child already.
2984          */
2985         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2986                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2987         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2988         return ret;
2989 }
2990 #else
2991 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2992                                    unsigned long limit)
2993 {
2994         return -EINVAL;
2995 }
2996 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2997
2998 /*
2999  * The user of this function is...
3000  * RES_LIMIT.
3001  */
3002 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3003                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3004 {
3005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3006         unsigned long nr_pages;
3007         int ret;
3008
3009         buf = strstrip(buf);
3010         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3011         if (ret)
3012                 return ret;
3013
3014         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3015         case RES_LIMIT:
3016                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3017                         ret = -EINVAL;
3018                         break;
3019                 }
3020                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3021                 case _MEM:
3022                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3023                         break;
3024                 case _MEMSWAP:
3025                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3026                         break;
3027                 case _KMEM:
3028                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3029                         break;
3030                 }
3031                 break;
3032         case RES_SOFT_LIMIT:
3033                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3034                 ret = 0;
3035                 break;
3036         }
3037         return ret ?: nbytes;
3038 }
3039
3040 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3041                                 size_t nbytes, loff_t off)
3042 {
3043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3044         struct page_counter *counter;
3045
3046         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3047         case _MEM:
3048                 counter = &memcg->memory;
3049                 break;
3050         case _MEMSWAP:
3051                 counter = &memcg->memsw;
3052                 break;
3053         case _KMEM:
3054                 counter = &memcg->kmem;
3055                 break;
3056         default:
3057                 BUG();
3058         }
3059
3060         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3061         case RES_MAX_USAGE:
3062                 page_counter_reset_watermark(counter);
3063                 break;
3064         case RES_FAILCNT:
3065                 counter->failcnt = 0;
3066                 break;
3067         default:
3068                 BUG();
3069         }
3070
3071         return nbytes;
3072 }
3073
3074 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3075                                         struct cftype *cft)
3076 {
3077         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3078 }
3079
3080 #ifdef CONFIG_MMU
3081 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3082                                         struct cftype *cft, u64 val)
3083 {
3084         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3085
3086         if (val & ~MOVE_MASK)
3087                 return -EINVAL;
3088
3089         /*
3090          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3091          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3092          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3093          * affect task migrations starting after the change.
3094          */
3095         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3096         return 0;
3097 }
3098 #else
3099 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3100                                         struct cftype *cft, u64 val)
3101 {
3102         return -ENOSYS;
3103 }
3104 #endif
3105
3106 #ifdef CONFIG_NUMA
3107 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3108 {
3109         struct numa_stat {
3110                 const char *name;
3111                 unsigned int lru_mask;
3112         };
3113
3114         static const struct numa_stat stats[] = {
3115                 { "total", LRU_ALL },
3116                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3117                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3118                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3119         };
3120         const struct numa_stat *stat;
3121         int nid;
3122         unsigned long nr;
3123         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3124
3125         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3126                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3127                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3128                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3129                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3130                                                           stat->lru_mask);
3131                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3132                 }
3133                 seq_putc(m, '\n');
3134         }
3135
3136         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3137                 struct mem_cgroup *iter;
3138
3139                 nr = 0;
3140                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3141                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3142                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3143                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3144                         nr = 0;
3145                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3146                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3147                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3148                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3149                 }
3150                 seq_putc(m, '\n');
3151         }
3152
3153         return 0;
3154 }
3155 #endif /* CONFIG_NUMA */
3156
3157 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3158 {
3159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3160         unsigned long memory, memsw;
3161         struct mem_cgroup *mi;
3162         unsigned int i;
3163
3164         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3165                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3166         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3167                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3168         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3169
3170         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3171                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3172                         continue;
3173                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3174                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3175         }
3176
3177         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3178                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3179                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3180
3181         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3182                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3183                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3184
3185         /* Hierarchical information */
3186         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3187         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3188                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3189                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3190         }
3191         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3192                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3193         if (do_swap_account)
3194                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3195                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3196
3197         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3198                 unsigned long long val = 0;
3199
3200                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3201                         continue;
3202                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3203                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3204                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3205         }
3206
3207         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3208                 unsigned long long val = 0;
3209
3210                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3211                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3212                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3213                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3214         }
3215
3216         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3217                 unsigned long long val = 0;
3218
3219                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3220                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3221                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3222         }
3223
3224 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3225         {
3226                 int nid, zid;
3227                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3228                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3229                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3230                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3231
3232                 for_each_online_node(nid)
3233                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3234                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3235                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3236
3237                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3238                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3239                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3240                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3241                         }
3242                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3243                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3244                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3245                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3246         }
3247 #endif
3248
3249         return 0;
3250 }
3251
3252 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3253                                       struct cftype *cft)
3254 {
3255         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3256
3257         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3258 }
3259
3260 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3261                                        struct cftype *cft, u64 val)
3262 {
3263         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3264
3265         if (val > 100)
3266                 return -EINVAL;
3267
3268         if (css->parent)
3269                 memcg->swappiness = val;
3270         else
3271                 vm_swappiness = val;
3272
3273         return 0;
3274 }
3275
3276 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3277 {
3278         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3279         unsigned long usage;
3280         int i;
3281
3282         rcu_read_lock();
3283         if (!swap)
3284                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3285         else
3286                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3287
3288         if (!t)
3289                 goto unlock;
3290
3291         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3292
3293         /*
3294          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3295          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3296          * call of __mem_cgroup_threshold().
3297          */
3298         i = t->current_threshold;
3299
3300         /*
3301          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3302          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3303          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3304          * only one element of the array here.
3305          */
3306         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3307                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3308
3309         /* i = current_threshold + 1 */
3310         i++;
3311
3312         /*
3313          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3314          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3315          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3316          * only one element of the array here.
3317          */
3318         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3319                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3320
3321         /* Update current_threshold */
3322         t->current_threshold = i - 1;
3323 unlock:
3324         rcu_read_unlock();
3325 }
3326
3327 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3328 {
3329         while (memcg) {
3330                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3331                 if (do_swap_account)
3332                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3333
3334                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3335         }
3336 }
3337
3338 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3339 {
3340         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3341         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3342
3343         if (_a->threshold > _b->threshold)
3344                 return 1;
3345
3346         if (_a->threshold < _b->threshold)
3347                 return -1;
3348
3349         return 0;
3350 }
3351
3352 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3353 {
3354         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3355
3356         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3357
3358         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3359                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3360
3361         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3366 {
3367         struct mem_cgroup *iter;
3368
3369         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3370                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3371 }
3372
3373 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3374         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3375 {
3376         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3377         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3378         unsigned long threshold;
3379         unsigned long usage;
3380         int i, size, ret;
3381
3382         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3383         if (ret)
3384                 return ret;
3385
3386         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3387
3388         if (type == _MEM) {
3389                 thresholds = &memcg->thresholds;
3390                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3391         } else if (type == _MEMSWAP) {
3392                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3393                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3394         } else
3395                 BUG();
3396
3397         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3398         if (thresholds->primary)
3399                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3400
3401         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3402
3403         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3404         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3405                         GFP_KERNEL);
3406         if (!new) {
3407                 ret = -ENOMEM;
3408                 goto unlock;
3409         }
3410         new->size = size;
3411
3412         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3413         if (thresholds->primary) {
3414                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3415                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3416         }
3417
3418         /* Add new threshold */
3419         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3420         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3421
3422         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3423         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3424                         compare_thresholds, NULL);
3425
3426         /* Find current threshold */
3427         new->current_threshold = -1;
3428         for (i = 0; i < size; i++) {
3429                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3430                         /*
3431                          * new->current_threshold will not be used until
3432                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3433                          * it here.
3434                          */
3435                         ++new->current_threshold;
3436                 } else
3437                         break;
3438         }
3439
3440         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3441         kfree(thresholds->spare);
3442         thresholds->spare = thresholds->primary;
3443
3444         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3445
3446         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3447         synchronize_rcu();
3448
3449 unlock:
3450         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3451
3452         return ret;
3453 }
3454
3455 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3456         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3457 {
3458         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3459 }
3460
3461 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3462         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3463 {
3464         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3465 }
3466
3467 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3468         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3469 {
3470         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3471         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3472         unsigned long usage;
3473         int i, j, size;
3474
3475         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3476
3477         if (type == _MEM) {
3478                 thresholds = &memcg->thresholds;
3479                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3480         } else if (type == _MEMSWAP) {
3481                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3482                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3483         } else
3484                 BUG();
3485
3486         if (!thresholds->primary)
3487                 goto unlock;
3488
3489         /* Check if a threshold crossed before removing */
3490         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3491
3492         /* Calculate new number of threshold */
3493         size = 0;
3494         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3495                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3496                         size++;
3497         }
3498
3499         new = thresholds->spare;
3500
3501         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3502         if (!size) {
3503                 kfree(new);
3504                 new = NULL;
3505                 goto swap_buffers;
3506         }
3507
3508         new->size = size;
3509
3510         /* Copy thresholds and find current threshold */
3511         new->current_threshold = -1;
3512         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3513                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3514                         continue;
3515
3516                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3517                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3518                         /*
3519                          * new->current_threshold will not be used
3520                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3521                          * it here.
3522                          */
3523                         ++new->current_threshold;
3524                 }
3525                 j++;
3526         }
3527
3528 swap_buffers:
3529         /* Swap primary and spare array */
3530         thresholds->spare = thresholds->primary;
3531
3532         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3533
3534         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3535         synchronize_rcu();
3536
3537         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3538         if (!new) {
3539                 kfree(thresholds->spare);
3540                 thresholds->spare = NULL;
3541         }
3542 unlock:
3543         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3544 }
3545
3546 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3547         struct eventfd_ctx *eventfd)
3548 {
3549         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3550 }
3551
3552 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3553         struct eventfd_ctx *eventfd)
3554 {
3555         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3556 }
3557
3558 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3559         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3560 {
3561         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3562
3563         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3564         if (!event)
3565                 return -ENOMEM;
3566
3567         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3568
3569         event->eventfd = eventfd;
3570         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3571
3572         /* already in OOM ? */
3573         if (memcg->under_oom)
3574                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3575         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3576
3577         return 0;
3578 }
3579
3580 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3581         struct eventfd_ctx *eventfd)
3582 {
3583         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3584
3585         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3586
3587         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3588                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3589                         list_del(&ev->list);
3590                         kfree(ev);
3591                 }
3592         }
3593
3594         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3595 }
3596
3597 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3598 {
3599         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3600
3601         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3602         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3603         return 0;
3604 }
3605
3606 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3607         struct cftype *cft, u64 val)
3608 {
3609         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3610
3611         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3612         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3613                 return -EINVAL;
3614
3615         memcg->oom_kill_disable = val;
3616         if (!val)
3617                 memcg_oom_recover(memcg);
3618
3619         return 0;
3620 }
3621
3622 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3623 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3624 {
3625         int ret;
3626
3627         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3628         if (ret)
3629                 return ret;
3630
3631         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3632 }
3633
3634 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3635 {
3636         struct cgroup_subsys_state *css;
3637         struct mem_cgroup *parent, *child;
3638         int kmemcg_id;
3639
3640         if (!memcg->kmem_acct_active)
3641                 return;
3642
3643         /*
3644          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3645          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3646          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3647          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3648          */
3649         memcg->kmem_acct_active = false;
3650
3651         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3652
3653         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3654         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3655
3656         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3657         if (!parent)
3658                 parent = root_mem_cgroup;
3659
3660         /*
3661          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3662          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3663          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3664          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3665          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3666          * memcg_drain_all_list_lrus().
3667          */
3668         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3669                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3670                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3671                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3672                 if (!memcg->use_hierarchy)
3673                         break;
3674         }
3675         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3676
3677         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3678 }
3679
3680 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3681 {
3682         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3683                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3684                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3685                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3686         }
3687         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3688 }
3689 #else
3690 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3691 {
3692         return 0;
3693 }
3694
3695 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3696 {
3697 }
3698
3699 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3700 {
3701 }
3702 #endif
3703
3704 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3705
3706 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3707 {
3708         return &memcg->cgwb_list;
3709 }
3710
3711 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3712 {
3713         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3714 }
3715
3716 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3717 {
3718         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3719 }
3720
3721 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3722 {
3723         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3724 }
3725
3726 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3727 {
3728         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3729
3730         if (!memcg->css.parent)
3731                 return NULL;
3732
3733         return &memcg->cgwb_domain;
3734 }
3735
3736 /**
3737  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3738  * @wb: bdi_writeback in question
3739  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3740  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3741  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3742  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3743  *
3744  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3745  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3746  * is a bit more involved.
3747  *
3748  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3749  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3750  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3751  * available memory in the system.  The caller should further cap
3752  * *@pheadroom accordingly.
3753  */
3754 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3755                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3756                          unsigned long *pwriteback)
3757 {
3758         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3759         struct mem_cgroup *parent;
3760
3761         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3762
3763         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3764         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3765         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3766                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3767         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3768
3769         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3770                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3771                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3772
3773                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3774                 memcg = parent;
3775         }
3776 }
3777
3778 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3779
3780 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3781 {
3782         return 0;
3783 }
3784
3785 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3786 {
3787 }
3788
3789 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3790 {
3791 }
3792
3793 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3794
3795 /*
3796  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3797  *
3798  * "cgroup.event_control" implementation.
3799  *
3800  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3801  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3802  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3803  *
3804  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3805  * possible.
3806  */
3807
3808 /*
3809  * Unregister event and free resources.
3810  *
3811  * Gets called from workqueue.
3812  */
3813 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3814 {
3815         struct mem_cgroup_event *event =
3816                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3817         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3818
3819         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3820
3821         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3822
3823         /* Notify userspace the event is going away. */
3824         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3825
3826         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3827         kfree(event);
3828         css_put(&memcg->css);
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3833  *
3834  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3835  */
3836 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3837                             int sync, void *key)
3838 {
3839         struct mem_cgroup_event *event =
3840                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3841         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3842         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3843
3844         if (flags & POLLHUP) {
3845                 /*
3846                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3847                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3848                  * for us.
3849                  *
3850                  * We can't race against event freeing since the other
3851                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3852                  * which we hold.
3853                  */
3854                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3855                 if (!list_empty(&event->list)) {
3856                         list_del_init(&event->list);
3857                         /*
3858                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3859                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3860                          */
3861                         schedule_work(&event->remove);
3862                 }
3863                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3864         }
3865
3866         return 0;
3867 }
3868
3869 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3870                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3871 {
3872         struct mem_cgroup_event *event =
3873                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3874
3875         event->wqh = wqh;
3876         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3877 }
3878
3879 /*
3880  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3881  *
3882  * Parse input and register new cgroup event handler.
3883  *
3884  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3885  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3886  */
3887 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3888                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3889 {
3890         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3891         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3892         struct mem_cgroup_event *event;
3893         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3894         unsigned int efd, cfd;
3895         struct fd efile;
3896         struct fd cfile;
3897         const char *name;
3898         char *endp;
3899         int ret;
3900
3901         buf = strstrip(buf);
3902
3903         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3904         if (*endp != ' ')
3905                 return -EINVAL;
3906         buf = endp + 1;
3907
3908         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3909         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3910                 return -EINVAL;
3911         buf = endp + 1;
3912
3913         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3914         if (!event)
3915                 return -ENOMEM;
3916
3917         event->memcg = memcg;
3918         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3919         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3920         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3921         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3922
3923         efile = fdget(efd);
3924         if (!efile.file) {
3925                 ret = -EBADF;
3926                 goto out_kfree;
3927         }
3928
3929         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3930         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3931                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3932                 goto out_put_efile;
3933         }
3934
3935         cfile = fdget(cfd);
3936         if (!cfile.file) {
3937                 ret = -EBADF;
3938                 goto out_put_eventfd;
3939         }
3940
3941         /* the process need read permission on control file */
3942         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3943         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3944         if (ret < 0)
3945                 goto out_put_cfile;
3946
3947         /*
3948          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3949          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3950          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3951          * is for compatibility anyway.
3952          *
3953          * DO NOT ADD NEW FILES.
3954          */
3955         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3956
3957         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3958                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3959                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3960         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3961                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3962                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3963         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3964                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3965                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3966         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3967                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3968                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3969         } else {
3970                 ret = -EINVAL;
3971                 goto out_put_cfile;
3972         }
3973
3974         /*
3975          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3976          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3977          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3978          */
3979         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3980                                                &memory_cgrp_subsys);
3981         ret = -EINVAL;
3982         if (IS_ERR(cfile_css))
3983                 goto out_put_cfile;
3984         if (cfile_css != css) {
3985                 css_put(cfile_css);
3986                 goto out_put_cfile;
3987         }
3988
3989         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3990         if (ret)
3991                 goto out_put_css;
3992
3993         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3994
3995         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3996         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3997         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3998
3999         fdput(cfile);
4000         fdput(efile);
4001
4002         return nbytes;
4003
4004 out_put_css:
4005         css_put(css);
4006 out_put_cfile:
4007         fdput(cfile);
4008 out_put_eventfd:
4009         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4010 out_put_efile:
4011         fdput(efile);
4012 out_kfree:
4013         kfree(event);
4014
4015         return ret;
4016 }
4017
4018 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4019         {
4020                 .name = "usage_in_bytes",
4021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4023         },
4024         {
4025                 .name = "max_usage_in_bytes",
4026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4027                 .write = mem_cgroup_reset,
4028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4029         },
4030         {
4031                 .name = "limit_in_bytes",
4032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4033                 .write = mem_cgroup_write,
4034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4035         },
4036         {
4037                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4039                 .write = mem_cgroup_write,
4040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4041         },
4042         {
4043                 .name = "failcnt",
4044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4045                 .write = mem_cgroup_reset,
4046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4047         },
4048         {
4049                 .name = "stat",
4050                 .seq_show = memcg_stat_show,
4051         },
4052         {
4053                 .name = "force_empty",
4054                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4055         },
4056         {
4057                 .name = "use_hierarchy",
4058                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4059                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4063                 .write = memcg_write_event_control,
4064                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "swappiness",
4068                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4069                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4070         },
4071         {
4072                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4073                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4074                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4075         },
4076         {
4077                 .name = "oom_control",
4078                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4079                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4080                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4081         },
4082         {
4083                 .name = "pressure_level",
4084         },
4085 #ifdef CONFIG_NUMA
4086         {
4087                 .name = "numa_stat",
4088                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4089         },
4090 #endif
4091 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4092         {
4093                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4095                 .write = mem_cgroup_write,
4096                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4097         },
4098         {
4099                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4101                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4102         },
4103         {
4104                 .name = "kmem.failcnt",
4105                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4106                 .write = mem_cgroup_reset,
4107                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4108         },
4109         {
4110                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4111                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4112                 .write = mem_cgroup_reset,
4113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4114         },
4115 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4116         {
4117                 .name = "kmem.slabinfo",
4118                 .seq_start = slab_start,
4119                 .seq_next = slab_next,
4120                 .seq_stop = slab_stop,
4121                 .seq_show = memcg_slab_show,
4122         },
4123 #endif
4124 #endif
4125         { },    /* terminate */
4126 };
4127
4128 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4129 {
4130         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4131         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4132         int zone, tmp = node;
4133         /*
4134          * This routine is called against possible nodes.
4135          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4136          *
4137          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4138          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4139          *       function.
4140          */
4141         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4142                 tmp = -1;
4143         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4144         if (!pn)
4145                 return 1;
4146
4147         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4148                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4149                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4150                 mz->usage_in_excess = 0;
4151                 mz->on_tree = false;
4152                 mz->memcg = memcg;
4153         }
4154         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4155         return 0;
4156 }
4157
4158 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4159 {
4160         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4161 }
4162
4163 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4164 {
4165         struct mem_cgroup *memcg;
4166         size_t size;
4167
4168         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4169         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4170
4171         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4172         if (!memcg)
4173                 return NULL;
4174
4175         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4176         if (!memcg->stat)
4177                 goto out_free;
4178
4179         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4180                 goto out_free_stat;
4181
4182         return memcg;
4183
4184 out_free_stat:
4185         free_percpu(memcg->stat);
4186 out_free:
4187         kfree(memcg);
4188         return NULL;
4189 }
4190
4191 /*
4192  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4193  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4194  *
4195  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4196  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4197  * it goes down to 0.
4198  *
4199  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4200  */
4201
4202 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4203 {
4204         int node;
4205
4206         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4207
4208         for_each_node(node)
4209                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4210
4211         free_percpu(memcg->stat);
4212         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4213         kfree(memcg);
4214 }
4215
4216 /*
4217  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4218  */
4219 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4220 {
4221         if (!memcg->memory.parent)
4222                 return NULL;
4223         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4224 }
4225 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4226
4227 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4228 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4229 {
4230         struct mem_cgroup *memcg;
4231         long error = -ENOMEM;
4232         int node;
4233
4234         memcg = mem_cgroup_alloc();
4235         if (!memcg)
4236                 return ERR_PTR(error);
4237
4238         for_each_node(node)
4239                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4240                         goto free_out;
4241
4242         /* root ? */
4243         if (parent_css == NULL) {
4244                 root_mem_cgroup = memcg;
4245                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4246                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4247                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4248                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4249                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4250                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4251         }
4252
4253         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4254         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4255         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4256         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4257         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4258         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4259         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4260         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4261 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4262         memcg->kmemcg_id = -1;
4263 #endif
4264 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4265         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4266 #endif
4267         return &memcg->css;
4268
4269 free_out:
4270         __mem_cgroup_free(memcg);
4271         return ERR_PTR(error);
4272 }
4273
4274 static int
4275 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4276 {
4277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4278         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4279         int ret;
4280
4281         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4282                 return -ENOSPC;
4283
4284         if (!parent)
4285                 return 0;
4286
4287         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4288
4289         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4290         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4291         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4292
4293         if (parent->use_hierarchy) {
4294                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4295                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4296                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4297                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4298                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4299
4300                 /*
4301                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4302                  * core guarantees its existence.
4303                  */
4304         } else {
4305                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4306                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4307                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4308                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4309                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4310                 /*
4311                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4312                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4313                  * unfortunate state in our controller.
4314                  */
4315                 if (parent != root_mem_cgroup)
4316                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4317         }
4318         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4319
4320         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4321         if (ret)
4322                 return ret;
4323
4324         /*
4325          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4326          * orders reading memcg->initialized against its callers
4327          * reading the memcg members.
4328          */
4329         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4330
4331         return 0;
4332 }
4333
4334 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4335 {
4336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4337         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4338
4339         /*
4340          * Unregister events and notify userspace.
4341          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4342          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4343          */
4344         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4345         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4346                 list_del_init(&event->list);
4347                 schedule_work(&event->remove);
4348         }
4349         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4350
4351         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4352
4353         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4354
4355         wb_memcg_offline(memcg);
4356 }
4357
4358 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4359 {
4360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4361
4362         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4363 }
4364
4365 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4366 {
4367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4368
4369         memcg_destroy_kmem(memcg);
4370         __mem_cgroup_free(memcg);
4371 }
4372
4373 /**
4374  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4375  * @css: the target css
4376  *
4377  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4378  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4379  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4380  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4381  * made visible again.
4382  *
4383  * The current implementation only resets the essential configurations.
4384  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4385  */
4386 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4387 {
4388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4389
4390         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4391         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4392         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4393         memcg->low = 0;
4394         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4395         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4396         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4397 }
4398
4399 #ifdef CONFIG_MMU
4400 /* Handlers for move charge at task migration. */
4401 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4402 {
4403         int ret;
4404
4405         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4406         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4407         if (!ret) {
4408                 mc.precharge += count;
4409                 return ret;
4410         }
4411
4412         /* Try charges one by one with reclaim */
4413         while (count--) {
4414                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4415                 if (ret)
4416                         return ret;
4417                 mc.precharge++;
4418                 cond_resched();
4419         }
4420         return 0;
4421 }
4422
4423 /**
4424  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4425  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4426  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4427  * @ptent: the pte to be checked
4428  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4429  *
4430  * Returns
4431  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4432  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4433  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4434  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4435  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4436  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4437  *     in target->ent.
4438  *
4439  * Called with pte lock held.
4440  */
4441 union mc_target {
4442         struct page     *page;
4443         swp_entry_t     ent;
4444 };
4445
4446 enum mc_target_type {
4447         MC_TARGET_NONE = 0,
4448         MC_TARGET_PAGE,
4449         MC_TARGET_SWAP,
4450 };
4451
4452 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4453                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4454 {
4455         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4456
4457         if (!page || !page_mapped(page))
4458                 return NULL;
4459         if (PageAnon(page)) {
4460                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4461                         return NULL;
4462         } else {
4463                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4464                         return NULL;
4465         }
4466         if (!get_page_unless_zero(page))
4467                 return NULL;
4468
4469         return page;
4470 }
4471
4472 #ifdef CONFIG_SWAP
4473 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4474                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4475 {
4476         struct page *page = NULL;
4477         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4478
4479         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4480                 return NULL;
4481         /*
4482          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4483          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4484          */
4485         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4486         if (do_swap_account)
4487                 entry->val = ent.val;
4488
4489         return page;
4490 }
4491 #else
4492 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4493                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4494 {
4495         return NULL;
4496 }
4497 #endif
4498
4499 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4500                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4501 {
4502         struct page *page = NULL;
4503         struct address_space *mapping;
4504         pgoff_t pgoff;
4505
4506         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4507                 return NULL;
4508         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4509                 return NULL;
4510
4511         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4512         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4513
4514         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4515 #ifdef CONFIG_SWAP
4516         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4517         if (shmem_mapping(mapping)) {
4518                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4519                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4520                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4521                         if (do_swap_account)
4522                                 *entry = swp;
4523                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4524                 }
4525         } else
4526                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4527 #else
4528         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4529 #endif
4530         return page;
4531 }
4532
4533 /**
4534  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4535  * @page: the page
4536  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4537  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4538  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4539  *
4540  * The caller must confirm following.
4541  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4542  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4543  *
4544  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4545  * from old cgroup.
4546  */
4547 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4548                                    unsigned int nr_pages,
4549                                    struct mem_cgroup *from,
4550                                    struct mem_cgroup *to)
4551 {
4552         unsigned long flags;
4553         int ret;
4554         bool anon;
4555
4556         VM_BUG_ON(from == to);
4557         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4558         /*
4559          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4560          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4561          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4562          * hold it.
4563          */
4564         ret = -EBUSY;
4565         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4566                 goto out;
4567
4568         /*
4569          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4570          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4571          */
4572         if (!trylock_page(page))
4573                 goto out;
4574
4575         ret = -EINVAL;
4576         if (page->mem_cgroup != from)
4577                 goto out_unlock;
4578
4579         anon = PageAnon(page);
4580
4581         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4582
4583         if (!anon && page_mapped(page)) {
4584                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4585                                nr_pages);
4586                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4587                                nr_pages);
4588         }
4589
4590         /*
4591          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4592          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4593          * So mapping should be stable for dirty pages.
4594          */
4595         if (!anon && PageDirty(page)) {
4596                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4597
4598                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4599                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4600                                        nr_pages);
4601                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4602                                        nr_pages);
4603                 }
4604         }
4605
4606         if (PageWriteback(page)) {
4607                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4608                                nr_pages);
4609                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4610                                nr_pages);
4611         }
4612
4613         /*
4614          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4615          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4616          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4617          */
4618
4619         /* caller should have done css_get */
4620         page->mem_cgroup = to;
4621         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4622
4623         ret = 0;
4624
4625         local_lock_irq(event_lock);
4626         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4627         memcg_check_events(to, page);
4628         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4629         memcg_check_events(from, page);
4630         local_unlock_irq(event_lock);
4631 out_unlock:
4632         unlock_page(page);
4633 out:
4634         return ret;
4635 }
4636
4637 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4638                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4639 {
4640         struct page *page = NULL;
4641         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4642         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4643
4644         if (pte_present(ptent))
4645                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4646         else if (is_swap_pte(ptent))
4647                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4648         else if (pte_none(ptent))
4649                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4650
4651         if (!page && !ent.val)
4652                 return ret;
4653         if (page) {
4654                 /*
4655                  * Do only loose check w/o serialization.
4656                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4657                  * not under LRU exclusion.
4658                  */
4659                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4660                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4661                         if (target)
4662                                 target->page = page;
4663                 }
4664                 if (!ret || !target)
4665                         put_page(page);
4666         }
4667         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4668         if (ent.val && !ret &&
4669             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4670                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4671                 if (target)
4672                         target->ent = ent;
4673         }
4674         return ret;
4675 }
4676
4677 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4678 /*
4679  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4680  * support them for now.
4681  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4682  */
4683 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4684                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4685 {
4686         struct page *page = NULL;
4687         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4688
4689         page = pmd_page(pmd);
4690         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4691         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4692                 return ret;
4693         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4694                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4695                 if (target) {
4696                         get_page(page);
4697                         target->page = page;
4698                 }
4699         }
4700         return ret;
4701 }
4702 #else
4703 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4704                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4705 {
4706         return MC_TARGET_NONE;
4707 }
4708 #endif
4709
4710 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4711                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4712                                         struct mm_walk *walk)
4713 {
4714         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4715         pte_t *pte;
4716         spinlock_t *ptl;
4717
4718         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4719                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4720                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4721                 spin_unlock(ptl);
4722                 return 0;
4723         }
4724
4725         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4726                 return 0;
4727         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4728         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4729                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4730                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4731         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4732         cond_resched();
4733
4734         return 0;
4735 }
4736
4737 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4738 {
4739         unsigned long precharge;
4740
4741         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4742                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4743                 .mm = mm,
4744         };
4745         down_read(&mm->mmap_sem);
4746         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4747         up_read(&mm->mmap_sem);
4748
4749         precharge = mc.precharge;
4750         mc.precharge = 0;
4751
4752         return precharge;
4753 }
4754
4755 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4756 {
4757         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4758
4759         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4760         mc.moving_task = current;
4761         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4762 }
4763
4764 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4765 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4766 {
4767         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4768         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4769
4770         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4771         if (mc.precharge) {
4772                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4773                 mc.precharge = 0;
4774         }
4775         /*
4776          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4777          * we must uncharge here.
4778          */
4779         if (mc.moved_charge) {
4780                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4781                 mc.moved_charge = 0;
4782         }
4783         /* we must fixup refcnts and charges */
4784         if (mc.moved_swap) {
4785                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4786                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4787                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4788
4789                 /*
4790                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4791                  * should uncharge to->memory.
4792                  */
4793                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4794                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4795
4796                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4797
4798                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4799                 mc.moved_swap = 0;
4800         }
4801         memcg_oom_recover(from);
4802         memcg_oom_recover(to);
4803         wake_up_all(&mc.waitq);
4804 }
4805
4806 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4807 {
4808         /*
4809          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4810          * task migration.
4811          */
4812         mc.moving_task = NULL;
4813         __mem_cgroup_clear_mc();
4814         spin_lock(&mc.lock);
4815         mc.from = NULL;
4816         mc.to = NULL;
4817         spin_unlock(&mc.lock);
4818 }
4819
4820 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4821 {
4822         struct cgroup_subsys_state *css;
4823         struct mem_cgroup *memcg;
4824         struct mem_cgroup *from;
4825         struct task_struct *leader, *p;
4826         struct mm_struct *mm;
4827         unsigned long move_flags;
4828         int ret = 0;
4829
4830         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4831         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4832                 return 0;
4833
4834         /*
4835          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4836          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4837          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4838          * multiple.
4839          */
4840         p = NULL;
4841         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4842                 WARN_ON_ONCE(p);
4843                 p = leader;
4844                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4845         }
4846         if (!p)
4847                 return 0;
4848
4849         /*
4850          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4851          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4852          * So we need to save it, and keep it going.
4853          */
4854         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4855         if (!move_flags)
4856                 return 0;
4857
4858         from = mem_cgroup_from_task(p);
4859
4860         VM_BUG_ON(from == memcg);
4861
4862         mm = get_task_mm(p);
4863         if (!mm)
4864                 return 0;
4865         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4866         if (mm->owner == p) {
4867                 VM_BUG_ON(mc.from);
4868                 VM_BUG_ON(mc.to);
4869                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4870                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4871                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4872
4873                 spin_lock(&mc.lock);
4874                 mc.from = from;
4875                 mc.to = memcg;
4876                 mc.flags = move_flags;
4877                 spin_unlock(&mc.lock);
4878                 /* We set mc.moving_task later */
4879
4880                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4881                 if (ret)
4882                         mem_cgroup_clear_mc();
4883         }
4884         mmput(mm);
4885         return ret;
4886 }
4887
4888 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4889 {
4890         if (mc.to)
4891                 mem_cgroup_clear_mc();
4892 }
4893
4894 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4895                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4896                                 struct mm_walk *walk)
4897 {
4898         int ret = 0;
4899         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4900         pte_t *pte;
4901         spinlock_t *ptl;
4902         enum mc_target_type target_type;
4903         union mc_target target;
4904         struct page *page;
4905
4906         /*
4907          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4908          * happens because:
4909          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4910          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4911          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4912          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4913          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4914          *    part of thp split is not executed yet.
4915          */
4916         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4917                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4918                         spin_unlock(ptl);
4919                         return 0;
4920                 }
4921                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4922                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4923                         page = target.page;
4924                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4925                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4926                                                              mc.from, mc.to)) {
4927                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4928                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4929                                 }
4930                                 putback_lru_page(page);
4931                         }
4932                         put_page(page);
4933                 }
4934                 spin_unlock(ptl);
4935                 return 0;
4936         }
4937
4938         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4939                 return 0;
4940 retry:
4941         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4942         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4943                 pte_t ptent = *(pte++);
4944                 swp_entry_t ent;
4945
4946                 if (!mc.precharge)
4947                         break;
4948
4949                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4950                 case MC_TARGET_PAGE:
4951                         page = target.page;
4952                         if (isolate_lru_page(page))
4953                                 goto put;
4954                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4955                                 mc.precharge--;
4956                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4957                                 mc.moved_charge++;
4958                         }
4959                         putback_lru_page(page);
4960 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4961                         put_page(page);
4962                         break;
4963                 case MC_TARGET_SWAP:
4964                         ent = target.ent;
4965                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4966                                 mc.precharge--;
4967                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4968                                 mc.moved_swap++;
4969                         }
4970                         break;
4971                 default:
4972                         break;
4973                 }
4974         }
4975         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4976         cond_resched();
4977
4978         if (addr != end) {
4979                 /*
4980                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4981                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4982                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4983                  * phase.
4984                  */
4985                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4986                 if (!ret)
4987                         goto retry;
4988         }
4989
4990         return ret;
4991 }
4992
4993 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4994 {
4995         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4996                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4997                 .mm = mm,
4998         };
4999
5000         lru_add_drain_all();
5001         /*
5002          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5003          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5004          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5005          */
5006         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5007         synchronize_rcu();
5008 retry:
5009         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5010                 /*
5011                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5012                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5013                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5014                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5015                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5016                  */
5017                 __mem_cgroup_clear_mc();
5018                 cond_resched();
5019                 goto retry;
5020         }
5021         /*
5022          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5023          * additional charge, the page walk just aborts.
5024          */
5025         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5026         up_read(&mm->mmap_sem);
5027         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5028 }
5029
5030 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5031 {
5032         struct cgroup_subsys_state *css;
5033         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
5034         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5035
5036         if (mm) {
5037                 if (mc.to)
5038                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5039                 mmput(mm);
5040         }
5041         if (mc.to)
5042                 mem_cgroup_clear_mc();
5043 }
5044 #else   /* !CONFIG_MMU */
5045 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5046 {
5047         return 0;
5048 }
5049 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5050 {
5051 }
5052 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5053 {
5054 }
5055 #endif
5056
5057 /*
5058  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5059  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5060  * attempt.
5061  */
5062 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5063 {
5064         /*
5065          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5066          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5067          * on for the root memcg is enough.
5068          */
5069         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5070                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5071         else
5072                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5073 }
5074
5075 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5076                                struct cftype *cft)
5077 {
5078         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5079
5080         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5081 }
5082
5083 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5084 {
5085         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5086         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5087
5088         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5089                 seq_puts(m, "max\n");
5090         else
5091                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5092
5093         return 0;
5094 }
5095
5096 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5097                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5098 {
5099         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5100         unsigned long low;
5101         int err;
5102
5103         buf = strstrip(buf);
5104         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5105         if (err)
5106                 return err;
5107
5108         memcg->low = low;
5109
5110         return nbytes;
5111 }
5112
5113 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5114 {
5115         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5116         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5117
5118         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5119                 seq_puts(m, "max\n");
5120         else
5121                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5122
5123         return 0;
5124 }
5125
5126 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5127                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5128 {
5129         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5130         unsigned long high;
5131         int err;
5132
5133         buf = strstrip(buf);
5134         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5135         if (err)
5136                 return err;
5137
5138         memcg->high = high;
5139
5140         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5141         return nbytes;
5142 }
5143
5144 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5145 {
5146         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5147         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5148
5149         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5150                 seq_puts(m, "max\n");
5151         else
5152                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5153
5154         return 0;
5155 }
5156
5157 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5158                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5159 {
5160         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5161         unsigned long max;
5162         int err;
5163
5164         buf = strstrip(buf);
5165         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5166         if (err)
5167                 return err;
5168
5169         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5170         if (err)
5171                 return err;
5172
5173         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5174         return nbytes;
5175 }
5176
5177 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5178 {
5179         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5180
5181         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5182         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5183         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5184         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5185
5186         return 0;
5187 }
5188
5189 static struct cftype memory_files[] = {
5190         {
5191                 .name = "current",
5192                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5193                 .read_u64 = memory_current_read,
5194         },
5195         {
5196                 .name = "low",
5197                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5198                 .seq_show = memory_low_show,
5199                 .write = memory_low_write,
5200         },
5201         {
5202                 .name = "high",
5203                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5204                 .seq_show = memory_high_show,
5205                 .write = memory_high_write,
5206         },
5207         {
5208                 .name = "max",
5209                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5210                 .seq_show = memory_max_show,
5211                 .write = memory_max_write,
5212         },
5213         {
5214                 .name = "events",
5215                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5216                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5217                 .seq_show = memory_events_show,
5218         },
5219         { }     /* terminate */
5220 };
5221
5222 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5223         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5224         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5225         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5226         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5227         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5228         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5229         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5230         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5231         .attach = mem_cgroup_move_task,
5232         .bind = mem_cgroup_bind,
5233         .dfl_cftypes = memory_files,
5234         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5235         .early_init = 0,
5236 };
5237
5238 /**
5239  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5240  * @root: the highest ancestor to consider
5241  * @memcg: the memory cgroup to check
5242  *
5243  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5244  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5245  */
5246 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5247 {
5248         if (mem_cgroup_disabled())
5249                 return false;
5250
5251         /*
5252          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5253          * it's never low when looked at directly, and it is not
5254          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5255          */
5256
5257         if (memcg == root_mem_cgroup)
5258                 return false;
5259
5260         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5261                 return false;
5262
5263         while (memcg != root) {
5264                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5265
5266                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5267                         break;
5268
5269                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5270                         return false;
5271         }
5272         return true;
5273 }
5274
5275 /**
5276  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5277  * @page: page to charge
5278  * @mm: mm context of the victim
5279  * @gfp_mask: reclaim mode
5280  * @memcgp: charged memcg return
5281  *
5282  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5283  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5284  *
5285  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5286  * Otherwise, an error code is returned.
5287  *
5288  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5289  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5290  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5291  */
5292 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5293                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5294 {
5295         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5296         unsigned int nr_pages = 1;
5297         int ret = 0;
5298
5299         if (mem_cgroup_disabled())
5300                 goto out;
5301
5302         if (PageSwapCache(page)) {
5303                 /*
5304                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5305                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5306                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5307                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5308                  * in turn serializes uncharging.
5309                  */
5310                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5311                 if (page->mem_cgroup)
5312                         goto out;
5313
5314                 if (do_swap_account) {
5315                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5316                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5317
5318                         rcu_read_lock();
5319                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5320                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5321                                 memcg = NULL;
5322                         rcu_read_unlock();
5323                 }
5324         }
5325
5326         if (PageTransHuge(page)) {
5327                 nr_pages <<= compound_order(page);
5328                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5329         }
5330
5331         if (!memcg)
5332                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5333
5334         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5335
5336         css_put(&memcg->css);
5337 out:
5338         *memcgp = memcg;
5339         return ret;
5340 }
5341
5342 /**
5343  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5344  * @page: page to charge
5345  * @memcg: memcg to charge the page to
5346  * @lrucare: page might be on LRU already
5347  *
5348  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5349  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5350  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5351  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5352  *
5353  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5354  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5355  *
5356  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5357  */
5358 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5359                               bool lrucare)
5360 {
5361         unsigned int nr_pages = 1;
5362
5363         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5364         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5365
5366         if (mem_cgroup_disabled())
5367                 return;
5368         /*
5369          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5370          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5371          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5372          */
5373         if (!memcg)
5374                 return;
5375
5376         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5377
5378         if (PageTransHuge(page)) {
5379                 nr_pages <<= compound_order(page);
5380                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5381         }
5382
5383         local_lock_irq(event_lock);
5384         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5385         memcg_check_events(memcg, page);
5386         local_unlock_irq(event_lock);
5387
5388         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5389                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5390                 /*
5391                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5392                  * let's not wait for it.  The page already received a
5393                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5394                  */
5395                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5396         }
5397 }
5398
5399 /**
5400  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5401  * @page: page to charge
5402  * @memcg: memcg to charge the page to
5403  *
5404  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5405  */
5406 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5407 {
5408         unsigned int nr_pages = 1;
5409
5410         if (mem_cgroup_disabled())
5411                 return;
5412         /*
5413          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5414          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5415          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5416          */
5417         if (!memcg)
5418                 return;
5419
5420         if (PageTransHuge(page)) {
5421                 nr_pages <<= compound_order(page);
5422                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5423         }
5424
5425         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5426 }
5427
5428 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5429                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5430                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5431 {
5432         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5433         unsigned long flags;
5434
5435         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5436                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5437                 if (do_swap_account)
5438                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5439                 memcg_oom_recover(memcg);
5440         }
5441
5442         local_lock_irqsave(event_lock, flags);
5443         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5444         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5445         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5446         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5447         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5448         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5449         local_unlock_irqrestore(event_lock, flags);
5450
5451         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5452                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5453 }
5454
5455 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5456 {
5457         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5458         unsigned long nr_anon = 0;
5459         unsigned long nr_file = 0;
5460         unsigned long nr_huge = 0;
5461         unsigned long pgpgout = 0;
5462         struct list_head *next;
5463         struct page *page;
5464
5465         next = page_list->next;
5466         do {
5467                 unsigned int nr_pages = 1;
5468
5469                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5470                 next = page->lru.next;
5471
5472                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5473                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5474
5475                 if (!page->mem_cgroup)
5476                         continue;
5477
5478                 /*
5479                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5480                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5481                  * exclusive access to the page.
5482                  */
5483
5484                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5485                         if (memcg) {
5486                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5487                                                nr_huge, page);
5488                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5489                         }
5490                         memcg = page->mem_cgroup;
5491                 }
5492
5493                 if (PageTransHuge(page)) {
5494                         nr_pages <<= compound_order(page);
5495                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5496                         nr_huge += nr_pages;
5497                 }
5498
5499                 if (PageAnon(page))
5500                         nr_anon += nr_pages;
5501                 else
5502                         nr_file += nr_pages;
5503
5504                 page->mem_cgroup = NULL;
5505
5506                 pgpgout++;
5507         } while (next != page_list);
5508
5509         if (memcg)
5510                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5511                                nr_huge, page);
5512 }
5513
5514 /**
5515  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5516  * @page: page to uncharge
5517  *
5518  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5519  * mem_cgroup_commit_charge().
5520  */
5521 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5522 {
5523         if (mem_cgroup_disabled())
5524                 return;
5525
5526         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5527         if (!page->mem_cgroup)
5528                 return;
5529
5530         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5531         uncharge_list(&page->lru);
5532 }
5533
5534 /**
5535  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5536  * @page_list: list of pages to uncharge
5537  *
5538  * Uncharge a list of pages previously charged with
5539  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5540  */
5541 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5542 {
5543         if (mem_cgroup_disabled())
5544                 return;
5545
5546         if (!list_empty(page_list))
5547                 uncharge_list(page_list);
5548 }
5549
5550 /**
5551  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5552  * @oldpage: currently charged page
5553  * @newpage: page to transfer the charge to
5554  *
5555  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5556  *
5557  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5558  * Either or both pages might be on the LRU already.
5559  */
5560 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5561 {
5562         struct mem_cgroup *memcg;
5563         int isolated;
5564
5565         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5566         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5567         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5568         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5569                        newpage);
5570
5571         if (mem_cgroup_disabled())
5572                 return;
5573
5574         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5575         if (newpage->mem_cgroup)
5576                 return;
5577
5578         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5579         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5580         if (!memcg)
5581                 return;
5582
5583         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5584         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5585         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5586
5587         commit_charge(newpage, memcg, true);
5588 }
5589
5590 /*
5591  * subsys_initcall() for memory controller.
5592  *
5593  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5594  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5595  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5596  * be initialized from here.
5597  */
5598 static int __init mem_cgroup_init(void)
5599 {
5600         int cpu, node;
5601
5602         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5603
5604         for_each_possible_cpu(cpu)
5605                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5606                           drain_local_stock);
5607
5608         for_each_node(node) {
5609                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5610                 int zone;
5611
5612                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5613                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5614
5615                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5616                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5617
5618                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5619                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5620                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5621                 }
5622                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5623         }
5624
5625         return 0;
5626 }
5627 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5628
5629 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5630 /**
5631  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5632  * @page: page whose memsw charge to transfer
5633  * @entry: swap entry to move the charge to
5634  *
5635  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5636  */
5637 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5638 {
5639         struct mem_cgroup *memcg;
5640         unsigned short oldid;
5641         unsigned long flags;
5642
5643         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5644         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5645
5646         if (!do_swap_account)
5647                 return;
5648
5649         memcg = page->mem_cgroup;
5650
5651         /* Readahead page, never charged */
5652         if (!memcg)
5653                 return;
5654
5655         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5656         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5657         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5658
5659         page->mem_cgroup = NULL;
5660
5661         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5662                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5663
5664         /*
5665          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5666          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5667          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5668          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5669          */
5670         local_lock_irqsave(event_lock, flags);
5671 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT_BASE
5672         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5673 #endif
5674         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5675         memcg_check_events(memcg, page);
5676         local_unlock_irqrestore(event_lock, flags);
5677 }
5678
5679 /**
5680  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5681  * @entry: swap entry to uncharge
5682  *
5683  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5684  */
5685 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5686 {
5687         struct mem_cgroup *memcg;
5688         unsigned short id;
5689
5690         if (!do_swap_account)
5691                 return;
5692
5693         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5694         rcu_read_lock();
5695         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5696         if (memcg) {
5697                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5698                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5699                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5700                 css_put(&memcg->css);
5701         }
5702         rcu_read_unlock();
5703 }
5704
5705 /* for remember boot option*/
5706 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5707 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5708 #else
5709 static int really_do_swap_account __initdata;
5710 #endif
5711
5712 static int __init enable_swap_account(char *s)
5713 {
5714         if (!strcmp(s, "1"))
5715                 really_do_swap_account = 1;
5716         else if (!strcmp(s, "0"))
5717                 really_do_swap_account = 0;
5718         return 1;
5719 }
5720 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5721
5722 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5723         {
5724                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5725                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5726                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5727         },
5728         {
5729                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5731                 .write = mem_cgroup_reset,
5732                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5733         },
5734         {
5735                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5737                 .write = mem_cgroup_write,
5738                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5739         },
5740         {
5741                 .name = "memsw.failcnt",
5742                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5743                 .write = mem_cgroup_reset,
5744                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5745         },
5746         { },    /* terminate */
5747 };
5748
5749 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5750 {
5751         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5752                 do_swap_account = 1;
5753                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5754                                                   memsw_cgroup_files));
5755         }
5756         return 0;
5757 }
5758 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5759
5760 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */