Upgrade to 4.4.50-rt62
[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 mm_struct  *mm;
203         struct mem_cgroup *from;
204         struct mem_cgroup *to;
205         unsigned long flags;
206         unsigned long precharge;
207         unsigned long moved_charge;
208         unsigned long moved_swap;
209         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
210         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
211 } mc = {
212         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
213         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
214 };
215
216 /*
217  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
218  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
219  */
220 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
221 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
222
223 enum charge_type {
224         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
225         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
226         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
227         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
228         NR_CHARGE_TYPE,
229 };
230
231 /* for encoding cft->private value on file */
232 enum res_type {
233         _MEM,
234         _MEMSWAP,
235         _OOM_TYPE,
236         _KMEM,
237 };
238
239 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
240 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
241 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
242 /* Used for OOM nofiier */
243 #define OOM_CONTROL             (0)
244
245 /*
246  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
247  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
248  * appearing has to hold it as well.
249  */
250 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
251
252 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
253 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
254 {
255         if (!memcg)
256                 memcg = root_mem_cgroup;
257         return &memcg->vmpressure;
258 }
259
260 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
261 {
262         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
263 }
264
265 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
266 {
267         return (memcg == root_mem_cgroup);
268 }
269
270 /*
271  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
272  * an unsigned short.
273  */
274 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
275
276 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
277 {
278         return memcg->id.id;
279 }
280
281 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
282 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
283
284 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
285 {
286         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
287                 struct mem_cgroup *memcg;
288                 struct cg_proto *cg_proto;
289
290                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
291
292                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
293                  * filled. It won't however, necessarily happen from
294                  * process context. So the test for root memcg given
295                  * the current task's memcg won't help us in this case.
296                  *
297                  * Respecting the original socket's memcg is a better
298                  * decision in this case.
299                  */
300                 if (sk->sk_cgrp) {
301                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
302                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
303                         return;
304                 }
305
306                 rcu_read_lock();
307                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
308                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
309                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
310                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
311                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
312                 }
313                 rcu_read_unlock();
314         }
315 }
316 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
317
318 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
319 {
320         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
321                 struct mem_cgroup *memcg;
322                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
323                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
324                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
325         }
326 }
327
328 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
329 {
330         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
331                 return NULL;
332
333         return &memcg->tcp_mem;
334 }
335 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
336
337 #endif
338
339 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
340 /*
341  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
342  * The main reason for not using cgroup id for this:
343  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
344  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
345  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
346  *  200 entry array for that.
347  *
348  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
349  * will double each time we have to increase it.
350  */
351 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
352 int memcg_nr_cache_ids;
353
354 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
355 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
356
357 void memcg_get_cache_ids(void)
358 {
359         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
360 }
361
362 void memcg_put_cache_ids(void)
363 {
364         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 /*
368  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
369  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
370  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
371  * tunable, but that is strictly not necessary.
372  *
373  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
374  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
375  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
376  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
377  * increase ours as well if it increases.
378  */
379 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
380 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
381
382 /*
383  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
384  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
385  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
386  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
387  */
388 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
389 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
390
391 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
392
393 static struct mem_cgroup_per_zone *
394 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
395 {
396         int nid = zone_to_nid(zone);
397         int zid = zone_idx(zone);
398
399         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
400 }
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  *
413  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
414  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
415  * association before @page is released even on the default hierarchy;
416  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
417  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
418  * actually true.
419  */
420 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
421 {
422         struct mem_cgroup *memcg;
423
424         rcu_read_lock();
425
426         memcg = page->mem_cgroup;
427
428         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
429                 memcg = root_mem_cgroup;
430
431         rcu_read_unlock();
432         return &memcg->css;
433 }
434
435 /**
436  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
437  * @page: the page
438  *
439  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
440  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
441  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
442  *
443  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
444  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
445  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
446  * do not care (such as procfs interfaces).
447  */
448 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
449 {
450         struct mem_cgroup *memcg;
451         unsigned long ino = 0;
452
453         rcu_read_lock();
454         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
455         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
456                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
457         if (memcg)
458                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
459         rcu_read_unlock();
460         return ino;
461 }
462
463 static struct mem_cgroup_per_zone *
464 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
465 {
466         int nid = page_to_nid(page);
467         int zid = page_zonenum(page);
468
469         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
470 }
471
472 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
473 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
474 {
475         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
476 }
477
478 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
479 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
480 {
481         int nid = page_to_nid(page);
482         int zid = page_zonenum(page);
483
484         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
485 }
486
487 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
488                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
489                                          unsigned long new_usage_in_excess)
490 {
491         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
492         struct rb_node *parent = NULL;
493         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
494
495         if (mz->on_tree)
496                 return;
497
498         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
499         if (!mz->usage_in_excess)
500                 return;
501         while (*p) {
502                 parent = *p;
503                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
504                                         tree_node);
505                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
506                         p = &(*p)->rb_left;
507                 /*
508                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
509                  * limit by the same amount
510                  */
511                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
512                         p = &(*p)->rb_right;
513         }
514         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
515         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
516         mz->on_tree = true;
517 }
518
519 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
520                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
521 {
522         if (!mz->on_tree)
523                 return;
524         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = false;
526 }
527
528 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
529                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
530 {
531         unsigned long flags;
532
533         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
534         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
535         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
536 }
537
538 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
539 {
540         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
541         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
542         unsigned long excess = 0;
543
544         if (nr_pages > soft_limit)
545                 excess = nr_pages - soft_limit;
546
547         return excess;
548 }
549
550 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
551 {
552         unsigned long excess;
553         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
554         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
555
556         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
557         /*
558          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
559          * because their event counter is not touched.
560          */
561         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
562                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
563                 excess = soft_limit_excess(memcg);
564                 /*
565                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
566                  * mem is over its softlimit.
567                  */
568                 if (excess || mz->on_tree) {
569                         unsigned long flags;
570
571                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
572                         /* if on-tree, remove it */
573                         if (mz->on_tree)
574                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
575                         /*
576                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
577                          * If excess is 0, no tree ops.
578                          */
579                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
580                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
581                 }
582         }
583 }
584
585 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
586 {
587         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
588         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
589         int nid, zid;
590
591         for_each_node(nid) {
592                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
593                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
594                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
595                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
596                 }
597         }
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_zone *
601 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
602 {
603         struct rb_node *rightmost = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
605
606 retry:
607         mz = NULL;
608         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
609         if (!rightmost)
610                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
611
612         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
613         /*
614          * Remove the node now but someone else can add it back,
615          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
616          * position in the tree.
617          */
618         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
619         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
620             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
621                 goto retry;
622 done:
623         return mz;
624 }
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
628 {
629         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
630
631         spin_lock_irq(&mctz->lock);
632         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
633         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
634         return mz;
635 }
636
637 /*
638  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
639  *
640  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
641  *
642  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
643  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
644  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
645  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
646  *
647  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
648  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
649  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
650  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
651  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
652  *
653  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
654  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
655  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
656  * implemented.
657  */
658 static unsigned long
659 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
660 {
661         long val = 0;
662         int cpu;
663
664         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
665         for_each_possible_cpu(cpu)
666                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
667         /*
668          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
669          * transient negative values.
670          */
671         if (val < 0)
672                 val = 0;
673         return val;
674 }
675
676 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
677                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
678 {
679         unsigned long val = 0;
680         int cpu;
681
682         for_each_possible_cpu(cpu)
683                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
684         return val;
685 }
686
687 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
688                                          struct page *page,
689                                          int nr_pages)
690 {
691         /*
692          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
693          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
694          */
695         if (PageAnon(page))
696                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
697                                 nr_pages);
698         else
699                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
700                                 nr_pages);
701
702         if (PageTransHuge(page))
703                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
704                                 nr_pages);
705
706         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
707         if (nr_pages > 0)
708                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
709         else {
710                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
711                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
712         }
713
714         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
715 }
716
717 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
718                                                   int nid,
719                                                   unsigned int lru_mask)
720 {
721         unsigned long nr = 0;
722         int zid;
723
724         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
725
726         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
727                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
728                 enum lru_list lru;
729
730                 for_each_lru(lru) {
731                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
732                                 continue;
733                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
734                         nr += mz->lru_size[lru];
735                 }
736         }
737         return nr;
738 }
739
740 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
741                         unsigned int lru_mask)
742 {
743         unsigned long nr = 0;
744         int nid;
745
746         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
747                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
748         return nr;
749 }
750
751 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
752                                        enum mem_cgroup_events_target target)
753 {
754         unsigned long val, next;
755
756         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
757         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
758         /* from time_after() in jiffies.h */
759         if ((long)next - (long)val < 0) {
760                 switch (target) {
761                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
762                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
763                         break;
764                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
765                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
766                         break;
767                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
768                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
769                         break;
770                 default:
771                         break;
772                 }
773                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
774                 return true;
775         }
776         return false;
777 }
778
779 /*
780  * Check events in order.
781  *
782  */
783 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
784 {
785         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
786         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
787                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
788                 bool do_softlimit;
789                 bool do_numainfo __maybe_unused;
790
791                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
792                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
793 #if MAX_NUMNODES > 1
794                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
795                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
796 #endif
797                 mem_cgroup_threshold(memcg);
798                 if (unlikely(do_softlimit))
799                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
800 #if MAX_NUMNODES > 1
801                 if (unlikely(do_numainfo))
802                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
803 #endif
804         }
805 }
806
807 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
808 {
809         /*
810          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
811          * if it races with swapoff, page migration, etc.
812          * So this can be called with p == NULL.
813          */
814         if (unlikely(!p))
815                 return NULL;
816
817         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
818 }
819 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
820
821 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
822 {
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824
825         rcu_read_lock();
826         do {
827                 /*
828                  * Page cache insertions can happen withou an
829                  * actual mm context, e.g. during disk probing
830                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
831                  */
832                 if (unlikely(!mm))
833                         memcg = root_mem_cgroup;
834                 else {
835                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
836                         if (unlikely(!memcg))
837                                 memcg = root_mem_cgroup;
838                 }
839         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
840         rcu_read_unlock();
841         return memcg;
842 }
843
844 /**
845  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
846  * @root: hierarchy root
847  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
848  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
849  *
850  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
851  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
852  *
853  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
854  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
855  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
856  *
857  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
858  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
859  * reclaimers operating on the same zone and priority.
860  */
861 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
862                                    struct mem_cgroup *prev,
863                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
864 {
865         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
866         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
867         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
868         struct mem_cgroup *pos = NULL;
869
870         if (mem_cgroup_disabled())
871                 return NULL;
872
873         if (!root)
874                 root = root_mem_cgroup;
875
876         if (prev && !reclaim)
877                 pos = prev;
878
879         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
880                 if (prev)
881                         goto out;
882                 return root;
883         }
884
885         rcu_read_lock();
886
887         if (reclaim) {
888                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
889
890                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
891                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
892
893                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
894                         goto out_unlock;
895
896                 while (1) {
897                         pos = READ_ONCE(iter->position);
898                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
899                                 break;
900                         /*
901                          * css reference reached zero, so iter->position will
902                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
903                          * rely on this happening soon, because ->css_released
904                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
905                          * might block it. So we clear iter->position right
906                          * away.
907                          */
908                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
909                 }
910         }
911
912         if (pos)
913                 css = &pos->css;
914
915         for (;;) {
916                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
917                 if (!css) {
918                         /*
919                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
920                          * new one might jump in right at the end of
921                          * the hierarchy - make sure they see at least
922                          * one group and restart from the beginning.
923                          */
924                         if (!prev)
925                                 continue;
926                         break;
927                 }
928
929                 /*
930                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
931                  * is provided by the caller, so we know it's alive
932                  * and kicking, and don't take an extra reference.
933                  */
934                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
935
936                 if (css == &root->css)
937                         break;
938
939                 if (css_tryget(css)) {
940                         /*
941                          * Make sure the memcg is initialized:
942                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
943                          * initialization against setting the flag.
944                          */
945                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
946                                 break;
947
948                         css_put(css);
949                 }
950
951                 memcg = NULL;
952         }
953
954         if (reclaim) {
955                 /*
956                  * The position could have already been updated by a competing
957                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
958                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
959                  */
960                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
961
962                 if (pos)
963                         css_put(&pos->css);
964
965                 if (!memcg)
966                         iter->generation++;
967                 else if (!prev)
968                         reclaim->generation = iter->generation;
969         }
970
971 out_unlock:
972         rcu_read_unlock();
973 out:
974         if (prev && prev != root)
975                 css_put(&prev->css);
976
977         return memcg;
978 }
979
980 /**
981  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
982  * @root: hierarchy root
983  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
984  */
985 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
986                            struct mem_cgroup *prev)
987 {
988         if (!root)
989                 root = root_mem_cgroup;
990         if (prev && prev != root)
991                 css_put(&prev->css);
992 }
993
994 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
995 {
996         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
997         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
998         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
999         int nid, zid;
1000         int i;
1001
1002         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1003                 for_each_node(nid) {
1004                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1005                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1006                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1007                                         iter = &mz->iter[i];
1008                                         cmpxchg(&iter->position,
1009                                                 dead_memcg, NULL);
1010                                 }
1011                         }
1012                 }
1013         }
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1018  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1019  * be used for reference counting.
1020  */
1021 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1022         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1023              iter != NULL;                              \
1024              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1025
1026 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1027         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1028              iter != NULL;                              \
1029              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1030
1031 /**
1032  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1033  * @zone: zone of the wanted lruvec
1034  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1035  *
1036  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1037  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1038  * is disabled.
1039  */
1040 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1041                                       struct mem_cgroup *memcg)
1042 {
1043         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1044         struct lruvec *lruvec;
1045
1046         if (mem_cgroup_disabled()) {
1047                 lruvec = &zone->lruvec;
1048                 goto out;
1049         }
1050
1051         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1052         lruvec = &mz->lruvec;
1053 out:
1054         /*
1055          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1056          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1057          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1058          */
1059         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1060                 lruvec->zone = zone;
1061         return lruvec;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1066  * @page: the page
1067  * @zone: zone of the page
1068  *
1069  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1070  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1071  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1072  */
1073 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1074 {
1075         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1076         struct mem_cgroup *memcg;
1077         struct lruvec *lruvec;
1078
1079         if (mem_cgroup_disabled()) {
1080                 lruvec = &zone->lruvec;
1081                 goto out;
1082         }
1083
1084         memcg = page->mem_cgroup;
1085         /*
1086          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1087          * possibly migrated - before they are charged.
1088          */
1089         if (!memcg)
1090                 memcg = root_mem_cgroup;
1091
1092         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1093         lruvec = &mz->lruvec;
1094 out:
1095         /*
1096          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1097          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1098          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1099          */
1100         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1101                 lruvec->zone = zone;
1102         return lruvec;
1103 }
1104
1105 /**
1106  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1107  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1108  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1109  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1110  *
1111  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1112  * lru list.
1113  */
1114 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1115                                 int nr_pages)
1116 {
1117         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1118         unsigned long *lru_size;
1119
1120         if (mem_cgroup_disabled())
1121                 return;
1122
1123         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1124         lru_size = mz->lru_size + lru;
1125         *lru_size += nr_pages;
1126         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1127 }
1128
1129 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1130 {
1131         struct mem_cgroup *task_memcg;
1132         struct task_struct *p;
1133         bool ret;
1134
1135         p = find_lock_task_mm(task);
1136         if (p) {
1137                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1138                 task_unlock(p);
1139         } else {
1140                 /*
1141                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1142                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1143                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1144                  */
1145                 rcu_read_lock();
1146                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1147                 css_get(&task_memcg->css);
1148                 rcu_read_unlock();
1149         }
1150         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1151         css_put(&task_memcg->css);
1152         return ret;
1153 }
1154
1155 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1156         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1157
1158 /**
1159  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1160  * @memcg: the memory cgroup
1161  *
1162  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1163  * pages.
1164  */
1165 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1166 {
1167         unsigned long margin = 0;
1168         unsigned long count;
1169         unsigned long limit;
1170
1171         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1172         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1173         if (count < limit)
1174                 margin = limit - count;
1175
1176         if (do_swap_account) {
1177                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1178                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1179                 if (count <= limit)
1180                         margin = min(margin, limit - count);
1181         }
1182
1183         return margin;
1184 }
1185
1186 /*
1187  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1188  *
1189  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1190  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1191  * caused by "move".
1192  */
1193 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1194 {
1195         struct mem_cgroup *from;
1196         struct mem_cgroup *to;
1197         bool ret = false;
1198         /*
1199          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1200          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1201          */
1202         spin_lock(&mc.lock);
1203         from = mc.from;
1204         to = mc.to;
1205         if (!from)
1206                 goto unlock;
1207
1208         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1209                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1210 unlock:
1211         spin_unlock(&mc.lock);
1212         return ret;
1213 }
1214
1215 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1216 {
1217         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1218                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1219                         DEFINE_WAIT(wait);
1220                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1221                         /* moving charge context might have finished. */
1222                         if (mc.moving_task)
1223                                 schedule();
1224                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1225                         return true;
1226                 }
1227         }
1228         return false;
1229 }
1230
1231 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1232 /**
1233  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1234  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1235  * @p: Task that is going to be killed
1236  *
1237  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1238  * enabled
1239  */
1240 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1241 {
1242         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1243         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1244         struct mem_cgroup *iter;
1245         unsigned int i;
1246
1247         mutex_lock(&oom_info_lock);
1248         rcu_read_lock();
1249
1250         if (p) {
1251                 pr_info("Task in ");
1252                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1253                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1254         } else {
1255                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1256         }
1257
1258         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1259         pr_cont("\n");
1260
1261         rcu_read_unlock();
1262
1263         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1264                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1265                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1266         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1267                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1268                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1269         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1270                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1271                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1272
1273         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1274                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1275                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1276                 pr_cont(":");
1277
1278                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1279                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1280                                 continue;
1281                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1282                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1283                 }
1284
1285                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1286                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1287                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1288
1289                 pr_cont("\n");
1290         }
1291         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1292 }
1293
1294 /*
1295  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1296  * 1(self count) if no children.
1297  */
1298 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1299 {
1300         int num = 0;
1301         struct mem_cgroup *iter;
1302
1303         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1304                 num++;
1305         return num;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1310  */
1311 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1312 {
1313         unsigned long limit;
1314
1315         limit = memcg->memory.limit;
1316         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1317                 unsigned long memsw_limit;
1318
1319                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1320                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1321         }
1322         return limit;
1323 }
1324
1325 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1326                                      int order)
1327 {
1328         struct oom_control oc = {
1329                 .zonelist = NULL,
1330                 .nodemask = NULL,
1331                 .gfp_mask = gfp_mask,
1332                 .order = order,
1333         };
1334         struct mem_cgroup *iter;
1335         unsigned long chosen_points = 0;
1336         unsigned long totalpages;
1337         unsigned int points = 0;
1338         struct task_struct *chosen = NULL;
1339
1340         mutex_lock(&oom_lock);
1341
1342         /*
1343          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1344          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1345          * quickly exit and free its memory.
1346          */
1347         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1348                 mark_oom_victim(current);
1349                 goto unlock;
1350         }
1351
1352         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1353         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1354         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1355                 struct css_task_iter it;
1356                 struct task_struct *task;
1357
1358                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1359                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1360                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1361                         case OOM_SCAN_SELECT:
1362                                 if (chosen)
1363                                         put_task_struct(chosen);
1364                                 chosen = task;
1365                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1366                                 get_task_struct(chosen);
1367                                 /* fall through */
1368                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1369                                 continue;
1370                         case OOM_SCAN_ABORT:
1371                                 css_task_iter_end(&it);
1372                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1373                                 if (chosen)
1374                                         put_task_struct(chosen);
1375                                 goto unlock;
1376                         case OOM_SCAN_OK:
1377                                 break;
1378                         };
1379                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1380                         if (!points || points < chosen_points)
1381                                 continue;
1382                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1383                         if (points == chosen_points &&
1384                             thread_group_leader(chosen))
1385                                 continue;
1386
1387                         if (chosen)
1388                                 put_task_struct(chosen);
1389                         chosen = task;
1390                         chosen_points = points;
1391                         get_task_struct(chosen);
1392                 }
1393                 css_task_iter_end(&it);
1394         }
1395
1396         if (chosen) {
1397                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1398                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1399                                  "Memory cgroup out of memory");
1400         }
1401 unlock:
1402         mutex_unlock(&oom_lock);
1403         return chosen;
1404 }
1405
1406 #if MAX_NUMNODES > 1
1407
1408 /**
1409  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1410  * @memcg: the target memcg
1411  * @nid: the node ID to be checked.
1412  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1413  *
1414  * This function returns whether the specified memcg contains any
1415  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1416  * pages in the node.
1417  */
1418 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1419                 int nid, bool noswap)
1420 {
1421         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1422                 return true;
1423         if (noswap || !total_swap_pages)
1424                 return false;
1425         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1426                 return true;
1427         return false;
1428
1429 }
1430
1431 /*
1432  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1433  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1434  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1435  *
1436  */
1437 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1438 {
1439         int nid;
1440         /*
1441          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1442          * pagein/pageout changes since the last update.
1443          */
1444         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1445                 return;
1446         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1447                 return;
1448
1449         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1450         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1451
1452         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1453
1454                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1455                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1456         }
1457
1458         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1459         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1464  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1465  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1466  *
1467  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1468  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1469  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1470  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1471  *
1472  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1473  */
1474 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1475 {
1476         int node;
1477
1478         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1479         node = memcg->last_scanned_node;
1480
1481         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1482         if (node == MAX_NUMNODES)
1483                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1484         /*
1485          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1486          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1487          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1488          * we use curret node.
1489          */
1490         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1491                 node = numa_node_id();
1492
1493         memcg->last_scanned_node = node;
1494         return node;
1495 }
1496 #else
1497 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1498 {
1499         return 0;
1500 }
1501 #endif
1502
1503 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1504                                    struct zone *zone,
1505                                    gfp_t gfp_mask,
1506                                    unsigned long *total_scanned)
1507 {
1508         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1509         int total = 0;
1510         int loop = 0;
1511         unsigned long excess;
1512         unsigned long nr_scanned;
1513         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1514                 .zone = zone,
1515                 .priority = 0,
1516         };
1517
1518         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1519
1520         while (1) {
1521                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1522                 if (!victim) {
1523                         loop++;
1524                         if (loop >= 2) {
1525                                 /*
1526                                  * If we have not been able to reclaim
1527                                  * anything, it might because there are
1528                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1529                                  */
1530                                 if (!total)
1531                                         break;
1532                                 /*
1533                                  * We want to do more targeted reclaim.
1534                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1535                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1536                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1537                                  */
1538                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1539                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1540                                         break;
1541                         }
1542                         continue;
1543                 }
1544                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1545                                                      zone, &nr_scanned);
1546                 *total_scanned += nr_scanned;
1547                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1548                         break;
1549         }
1550         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1551         return total;
1552 }
1553
1554 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1555 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1556         .name = "memcg_oom_lock",
1557 };
1558 #endif
1559
1560 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1561
1562 /*
1563  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1564  * If someone is running, return false.
1565  */
1566 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1567 {
1568         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1569
1570         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1571
1572         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1573                 if (iter->oom_lock) {
1574                         /*
1575                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1576                          * so we cannot give a lock.
1577                          */
1578                         failed = iter;
1579                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1580                         break;
1581                 } else
1582                         iter->oom_lock = true;
1583         }
1584
1585         if (failed) {
1586                 /*
1587                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1588                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1589                  */
1590                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1591                         if (iter == failed) {
1592                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1593                                 break;
1594                         }
1595                         iter->oom_lock = false;
1596                 }
1597         } else
1598                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1599
1600         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1601
1602         return !failed;
1603 }
1604
1605 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         struct mem_cgroup *iter;
1608
1609         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1610         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1611         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1612                 iter->oom_lock = false;
1613         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1614 }
1615
1616 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1617 {
1618         struct mem_cgroup *iter;
1619
1620         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1621         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1622                 iter->under_oom++;
1623         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1624 }
1625
1626 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1627 {
1628         struct mem_cgroup *iter;
1629
1630         /*
1631          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1632          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1633          */
1634         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1635         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1636                 if (iter->under_oom > 0)
1637                         iter->under_oom--;
1638         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1639 }
1640
1641 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1642
1643 struct oom_wait_info {
1644         struct mem_cgroup *memcg;
1645         wait_queue_t    wait;
1646 };
1647
1648 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1649         unsigned mode, int sync, void *arg)
1650 {
1651         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1652         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1653         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1654
1655         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1656         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1657
1658         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1659             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1660                 return 0;
1661         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1662 }
1663
1664 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1665 {
1666         /*
1667          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1668          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1669          * this function is called as a result of userland actions
1670          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1671          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1672          * triggering notification.
1673          */
1674         if (memcg && memcg->under_oom)
1675                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1676 }
1677
1678 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1679 {
1680         if (!current->memcg_may_oom)
1681                 return;
1682         /*
1683          * We are in the middle of the charge context here, so we
1684          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1685          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1686          *
1687          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1688          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1689          * invocation might not even be necessary.
1690          *
1691          * That's why we don't do anything here except remember the
1692          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1693          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1694          * and when we know whether the fault was overall successful.
1695          */
1696         css_get(&memcg->css);
1697         current->memcg_in_oom = memcg;
1698         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1699         current->memcg_oom_order = order;
1700 }
1701
1702 /**
1703  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1704  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1705  *
1706  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1707  * handler was enabled.
1708  *
1709  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1710  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1711  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1712  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1713  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1714  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1715  *
1716  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1717  * completed, %false otherwise.
1718  */
1719 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1720 {
1721         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1722         struct oom_wait_info owait;
1723         bool locked;
1724
1725         /* OOM is global, do not handle */
1726         if (!memcg)
1727                 return false;
1728
1729         if (!handle || oom_killer_disabled)
1730                 goto cleanup;
1731
1732         owait.memcg = memcg;
1733         owait.wait.flags = 0;
1734         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1735         owait.wait.private = current;
1736         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1737
1738         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1739         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1740
1741         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1742
1743         if (locked)
1744                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1745
1746         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1747                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1748                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1749                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1750                                          current->memcg_oom_order);
1751         } else {
1752                 schedule();
1753                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1754                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1755         }
1756
1757         if (locked) {
1758                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1759                 /*
1760                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1761                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1762                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1763                  */
1764                 memcg_oom_recover(memcg);
1765         }
1766 cleanup:
1767         current->memcg_in_oom = NULL;
1768         css_put(&memcg->css);
1769         return true;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1774  * @page: page that is going to change accounted state
1775  *
1776  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1777  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1778  * being moved to another memcg:
1779  *
1780  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1781  *   if (TestClearPageState(page))
1782  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1783  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1784  */
1785 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1786 {
1787         struct mem_cgroup *memcg;
1788         unsigned long flags;
1789
1790         /*
1791          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1792          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1793          * because page moving starts with an RCU grace period.
1794          *
1795          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1796          * the page state that is going to change is the only thing
1797          * preventing the page from being uncharged.
1798          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1799          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1800          * account transaction might be complete.
1801          */
1802         rcu_read_lock();
1803
1804         if (mem_cgroup_disabled())
1805                 return NULL;
1806 again:
1807         memcg = page->mem_cgroup;
1808         if (unlikely(!memcg))
1809                 return NULL;
1810
1811         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1812                 return memcg;
1813
1814         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1815         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1816                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1817                 goto again;
1818         }
1819
1820         /*
1821          * When charge migration first begins, we can have locked and
1822          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1823          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1824          */
1825         memcg->move_lock_task = current;
1826         memcg->move_lock_flags = flags;
1827
1828         return memcg;
1829 }
1830 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1831
1832 /**
1833  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1834  * @memcg: the memcg that was accounted against
1835  */
1836 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1839                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1840
1841                 memcg->move_lock_task = NULL;
1842                 memcg->move_lock_flags = 0;
1843
1844                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1845         }
1846
1847         rcu_read_unlock();
1848 }
1849 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1850
1851 /*
1852  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1853  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1854  */
1855 #define CHARGE_BATCH    32U
1856 struct memcg_stock_pcp {
1857         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1858         unsigned int nr_pages;
1859         struct work_struct work;
1860         unsigned long flags;
1861 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1862 };
1863 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1864 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1865
1866 /**
1867  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1868  * @memcg: memcg to consume from.
1869  * @nr_pages: how many pages to charge.
1870  *
1871  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1872  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1873  * service an allocation will refill the stock.
1874  *
1875  * returns true if successful, false otherwise.
1876  */
1877 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1878 {
1879         struct memcg_stock_pcp *stock;
1880         bool ret = false;
1881
1882         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1883                 return ret;
1884
1885         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1886         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1887                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1888                 ret = true;
1889         }
1890         put_cpu_var(memcg_stock);
1891         return ret;
1892 }
1893
1894 /*
1895  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1896  */
1897 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1898 {
1899         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1900
1901         if (stock->nr_pages) {
1902                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1903                 if (do_swap_account)
1904                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1905                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1906                 stock->nr_pages = 0;
1907         }
1908         stock->cached = NULL;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1913  * a thread which is pinned to local cpu.
1914  */
1915 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1916 {
1917         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1918         drain_stock(stock);
1919         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1924  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1925  */
1926 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1927 {
1928         struct memcg_stock_pcp *stock;
1929         int cpu = get_cpu_light();
1930
1931         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1932
1933         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1934                 drain_stock(stock);
1935                 stock->cached = memcg;
1936         }
1937         stock->nr_pages += nr_pages;
1938         put_cpu_light();
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1943  * of the hierarchy under it.
1944  */
1945 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1946 {
1947         int cpu, curcpu;
1948
1949         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1950         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1951                 return;
1952         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1953         get_online_cpus();
1954         curcpu = get_cpu_light();
1955         for_each_online_cpu(cpu) {
1956                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1957                 struct mem_cgroup *memcg;
1958
1959                 memcg = stock->cached;
1960                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1961                         continue;
1962                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1963                         continue;
1964                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1965                         if (cpu == curcpu)
1966                                 drain_local_stock(&stock->work);
1967                         else
1968                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1969                 }
1970         }
1971         put_cpu_light();
1972         put_online_cpus();
1973         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1974 }
1975
1976 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1977                                         unsigned long action,
1978                                         void *hcpu)
1979 {
1980         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1981         struct memcg_stock_pcp *stock;
1982
1983         if (action == CPU_ONLINE)
1984                 return NOTIFY_OK;
1985
1986         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1987                 return NOTIFY_OK;
1988
1989         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1990         drain_stock(stock);
1991         return NOTIFY_OK;
1992 }
1993
1994 /*
1995  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1996  * and reclaims memory over the high limit.
1997  */
1998 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1999 {
2000         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2001         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2002
2003         if (likely(!nr_pages))
2004                 return;
2005
2006         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2007
2008         do {
2009                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2010                         continue;
2011                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2012                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2013         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2014
2015         css_put(&memcg->css);
2016         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2017 }
2018
2019 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2020                       unsigned int nr_pages)
2021 {
2022         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2023         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2024         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2025         struct page_counter *counter;
2026         unsigned long nr_reclaimed;
2027         bool may_swap = true;
2028         bool drained = false;
2029
2030         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2031                 return 0;
2032 retry:
2033         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2034                 return 0;
2035
2036         if (!do_swap_account ||
2037             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2038                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2039                         goto done_restock;
2040                 if (do_swap_account)
2041                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2042                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2043         } else {
2044                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2045                 may_swap = false;
2046         }
2047
2048         if (batch > nr_pages) {
2049                 batch = nr_pages;
2050                 goto retry;
2051         }
2052
2053         /*
2054          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2055          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2056          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2057          * free their memory.
2058          */
2059         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2060                      fatal_signal_pending(current) ||
2061                      current->flags & PF_EXITING))
2062                 goto force;
2063
2064         /*
2065          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2066          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2067          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2068          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2069          */
2070         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2071                 goto force;
2072
2073         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2074                 goto nomem;
2075
2076         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2077                 goto nomem;
2078
2079         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2080
2081         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2082                                                     gfp_mask, may_swap);
2083
2084         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2085                 goto retry;
2086
2087         if (!drained) {
2088                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2089                 drained = true;
2090                 goto retry;
2091         }
2092
2093         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2094                 goto nomem;
2095         /*
2096          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2097          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2098          * before killing the task.
2099          *
2100          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2101          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2102          * to regular pages anyway in case of failure.
2103          */
2104         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2105                 goto retry;
2106         /*
2107          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2108          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2109          */
2110         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2111                 goto retry;
2112
2113         if (nr_retries--)
2114                 goto retry;
2115
2116         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2117                 goto force;
2118
2119         if (fatal_signal_pending(current))
2120                 goto force;
2121
2122         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2123
2124         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2125                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2126 nomem:
2127         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2128                 return -ENOMEM;
2129 force:
2130         /*
2131          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2132          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2133          * temporarily by force charging it.
2134          */
2135         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2136         if (do_swap_account)
2137                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2138         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2139
2140         return 0;
2141
2142 done_restock:
2143         css_get_many(&memcg->css, batch);
2144         if (batch > nr_pages)
2145                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2146
2147         /*
2148          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2149          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2150          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2151          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2152          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2153          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2154          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2155          */
2156         do {
2157                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2158                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2159                         set_notify_resume(current);
2160                         break;
2161                 }
2162         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2163
2164         return 0;
2165 }
2166
2167 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2168 {
2169         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2170                 return;
2171
2172         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2173         if (do_swap_account)
2174                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2175
2176         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2177 }
2178
2179 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2180 {
2181         struct zone *zone = page_zone(page);
2182
2183         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2184         if (PageLRU(page)) {
2185                 struct lruvec *lruvec;
2186
2187                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2188                 ClearPageLRU(page);
2189                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2190                 *isolated = 1;
2191         } else
2192                 *isolated = 0;
2193 }
2194
2195 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2196 {
2197         struct zone *zone = page_zone(page);
2198
2199         if (isolated) {
2200                 struct lruvec *lruvec;
2201
2202                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2203                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2204                 SetPageLRU(page);
2205                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2206         }
2207         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2208 }
2209
2210 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2211                           bool lrucare)
2212 {
2213         int isolated;
2214
2215         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2216
2217         /*
2218          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2219          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2220          */
2221         if (lrucare)
2222                 lock_page_lru(page, &isolated);
2223
2224         /*
2225          * Nobody should be changing or seriously looking at
2226          * page->mem_cgroup at this point:
2227          *
2228          * - the page is uncharged
2229          *
2230          * - the page is off-LRU
2231          *
2232          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2233          *   a locked page table
2234          *
2235          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2236          *   have the page locked
2237          */
2238         page->mem_cgroup = memcg;
2239
2240         if (lrucare)
2241                 unlock_page_lru(page, isolated);
2242 }
2243
2244 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2245 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2246 {
2247         int id, size;
2248         int err;
2249
2250         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2251                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2252         if (id < 0)
2253                 return id;
2254
2255         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2256                 return id;
2257
2258         /*
2259          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2260          * so we have to grow them.
2261          */
2262         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2263
2264         size = 2 * (id + 1);
2265         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2266                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2267         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2268                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2269
2270         err = memcg_update_all_caches(size);
2271         if (!err)
2272                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2273         if (!err)
2274                 memcg_nr_cache_ids = size;
2275
2276         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2277
2278         if (err) {
2279                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2280                 return err;
2281         }
2282         return id;
2283 }
2284
2285 static void memcg_free_cache_id(int id)
2286 {
2287         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2288 }
2289
2290 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2291         struct mem_cgroup *memcg;
2292         struct kmem_cache *cachep;
2293         struct work_struct work;
2294 };
2295
2296 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2297 {
2298         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2299                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2300         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2301         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2302
2303         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2304
2305         css_put(&memcg->css);
2306         kfree(cw);
2307 }
2308
2309 /*
2310  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2311  */
2312 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2313                                                struct kmem_cache *cachep)
2314 {
2315         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2316
2317         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2318         if (!cw)
2319                 return;
2320
2321         css_get(&memcg->css);
2322
2323         cw->memcg = memcg;
2324         cw->cachep = cachep;
2325         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2326
2327         schedule_work(&cw->work);
2328 }
2329
2330 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2331                                              struct kmem_cache *cachep)
2332 {
2333         /*
2334          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2335          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2336          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2337          *
2338          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2339          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2340          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2341          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2342          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2343          */
2344         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2345         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2346         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2347 }
2348
2349 /*
2350  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2351  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2352  *
2353  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2354  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2355  * in a workqueue.
2356  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2357  * the original cache.
2358  *
2359  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2360  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2361  */
2362 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2363 {
2364         struct mem_cgroup *memcg;
2365         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2366         int kmemcg_id;
2367
2368         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2369
2370         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2371                 return cachep;
2372
2373         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2374         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2375         if (kmemcg_id < 0)
2376                 goto out;
2377
2378         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2379         if (likely(memcg_cachep))
2380                 return memcg_cachep;
2381
2382         /*
2383          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2384          * context), we could be be predictable and return right away.
2385          * This would guarantee that the allocation being performed
2386          * already belongs in the new cache.
2387          *
2388          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2389          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2390          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2391          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2392          * defer everything.
2393          */
2394         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2395 out:
2396         css_put(&memcg->css);
2397         return cachep;
2398 }
2399
2400 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2401 {
2402         if (!is_root_cache(cachep))
2403                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2404 }
2405
2406 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2407                               struct mem_cgroup *memcg)
2408 {
2409         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2410         struct page_counter *counter;
2411         int ret;
2412
2413         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2414                 return 0;
2415
2416         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2417                 return -ENOMEM;
2418
2419         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2420         if (ret) {
2421                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2422                 return ret;
2423         }
2424
2425         page->mem_cgroup = memcg;
2426
2427         return 0;
2428 }
2429
2430 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2431 {
2432         struct mem_cgroup *memcg;
2433         int ret;
2434
2435         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2436         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2437         css_put(&memcg->css);
2438         return ret;
2439 }
2440
2441 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2442 {
2443         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2444         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2445
2446         if (!memcg)
2447                 return;
2448
2449         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2450
2451         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2452         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2453         if (do_swap_account)
2454                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2455
2456         page->mem_cgroup = NULL;
2457         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2458 }
2459 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2460
2461 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2462
2463 /*
2464  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2465  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2466  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2467  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2468  */
2469 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2470 {
2471         int i;
2472
2473         if (mem_cgroup_disabled())
2474                 return;
2475
2476         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2477                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2478
2479         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2480                        HPAGE_PMD_NR);
2481 }
2482 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2483
2484 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2485 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2486                                          bool charge)
2487 {
2488         int val = (charge) ? 1 : -1;
2489         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2490 }
2491
2492 /**
2493  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2494  * @entry: swap entry to be moved
2495  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2496  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2497  *
2498  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2499  * as the mem_cgroup's id of @from.
2500  *
2501  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2502  *
2503  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2504  * both res and memsw, and called css_get().
2505  */
2506 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2507                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2508 {
2509         unsigned short old_id, new_id;
2510
2511         old_id = mem_cgroup_id(from);
2512         new_id = mem_cgroup_id(to);
2513
2514         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2515                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2516                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2517                 return 0;
2518         }
2519         return -EINVAL;
2520 }
2521 #else
2522 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2523                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2524 {
2525         return -EINVAL;
2526 }
2527 #endif
2528
2529 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2530
2531 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2532                                    unsigned long limit)
2533 {
2534         unsigned long curusage;
2535         unsigned long oldusage;
2536         bool enlarge = false;
2537         int retry_count;
2538         int ret;
2539
2540         /*
2541          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2542          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2543          * of # of children which we should visit in this loop.
2544          */
2545         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2546                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2547
2548         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2549
2550         do {
2551                 if (signal_pending(current)) {
2552                         ret = -EINTR;
2553                         break;
2554                 }
2555
2556                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2557                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2558                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2559                         ret = -EINVAL;
2560                         break;
2561                 }
2562                 if (limit > memcg->memory.limit)
2563                         enlarge = true;
2564                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2565                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2566
2567                 if (!ret)
2568                         break;
2569
2570                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2571
2572                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2573                 /* Usage is reduced ? */
2574                 if (curusage >= oldusage)
2575                         retry_count--;
2576                 else
2577                         oldusage = curusage;
2578         } while (retry_count);
2579
2580         if (!ret && enlarge)
2581                 memcg_oom_recover(memcg);
2582
2583         return ret;
2584 }
2585
2586 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2587                                          unsigned long limit)
2588 {
2589         unsigned long curusage;
2590         unsigned long oldusage;
2591         bool enlarge = false;
2592         int retry_count;
2593         int ret;
2594
2595         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2596         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2597                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2598
2599         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2600
2601         do {
2602                 if (signal_pending(current)) {
2603                         ret = -EINTR;
2604                         break;
2605                 }
2606
2607                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2608                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2609                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2610                         ret = -EINVAL;
2611                         break;
2612                 }
2613                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2614                         enlarge = true;
2615                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2616                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2617
2618                 if (!ret)
2619                         break;
2620
2621                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2622
2623                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2624                 /* Usage is reduced ? */
2625                 if (curusage >= oldusage)
2626                         retry_count--;
2627                 else
2628                         oldusage = curusage;
2629         } while (retry_count);
2630
2631         if (!ret && enlarge)
2632                 memcg_oom_recover(memcg);
2633
2634         return ret;
2635 }
2636
2637 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2638                                             gfp_t gfp_mask,
2639                                             unsigned long *total_scanned)
2640 {
2641         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2642         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2643         unsigned long reclaimed;
2644         int loop = 0;
2645         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2646         unsigned long excess;
2647         unsigned long nr_scanned;
2648
2649         if (order > 0)
2650                 return 0;
2651
2652         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2653         /*
2654          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2655          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2656          * pressure
2657          */
2658         do {
2659                 if (next_mz)
2660                         mz = next_mz;
2661                 else
2662                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2663                 if (!mz)
2664                         break;
2665
2666                 nr_scanned = 0;
2667                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2668                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2669                 nr_reclaimed += reclaimed;
2670                 *total_scanned += nr_scanned;
2671                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2672                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2673
2674                 /*
2675                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2676                  * it is time to move on to the next cgroup
2677                  */
2678                 next_mz = NULL;
2679                 if (!reclaimed)
2680                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2681
2682                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2683                 /*
2684                  * One school of thought says that we should not add
2685                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2686                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2687                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2688                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2689                  * term TODO.
2690                  */
2691                 /* If excess == 0, no tree ops */
2692                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2693                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2694                 css_put(&mz->memcg->css);
2695                 loop++;
2696                 /*
2697                  * Could not reclaim anything and there are no more
2698                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2699                  * reclaiming anything.
2700                  */
2701                 if (!nr_reclaimed &&
2702                         (next_mz == NULL ||
2703                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2704                         break;
2705         } while (!nr_reclaimed);
2706         if (next_mz)
2707                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2708         return nr_reclaimed;
2709 }
2710
2711 /*
2712  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2713  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2714  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2715  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2716  */
2717 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2718 {
2719         bool ret;
2720
2721         /*
2722          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2723          * it prevents a new child from being initialized based on this
2724          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2725          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2726          */
2727         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2728
2729         rcu_read_lock();
2730         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2731         rcu_read_unlock();
2732         return ret;
2733 }
2734
2735 /*
2736  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2737  * the rest to the parent.
2738  *
2739  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2740  */
2741 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2742 {
2743         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2744
2745         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2746         lru_add_drain_all();
2747         /* try to free all pages in this cgroup */
2748         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2749                 int progress;
2750
2751                 if (signal_pending(current))
2752                         return -EINTR;
2753
2754                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2755                                                         GFP_KERNEL, true);
2756                 if (!progress) {
2757                         nr_retries--;
2758                         /* maybe some writeback is necessary */
2759                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2760                 }
2761
2762         }
2763
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2768                                             char *buf, size_t nbytes,
2769                                             loff_t off)
2770 {
2771         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2772
2773         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2774                 return -EINVAL;
2775         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2776 }
2777
2778 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2779                                      struct cftype *cft)
2780 {
2781         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2782 }
2783
2784 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2785                                       struct cftype *cft, u64 val)
2786 {
2787         int retval = 0;
2788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2789         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2790
2791         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2792
2793         if (memcg->use_hierarchy == val)
2794                 goto out;
2795
2796         /*
2797          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2798          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2799          * occur, provided the current cgroup has no children.
2800          *
2801          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2802          * set if there are no children.
2803          */
2804         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2805                                 (val == 1 || val == 0)) {
2806                 if (!memcg_has_children(memcg))
2807                         memcg->use_hierarchy = val;
2808                 else
2809                         retval = -EBUSY;
2810         } else
2811                 retval = -EINVAL;
2812
2813 out:
2814         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2815
2816         return retval;
2817 }
2818
2819 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2820                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2821 {
2822         struct mem_cgroup *iter;
2823         unsigned long val = 0;
2824
2825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2826                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2827
2828         return val;
2829 }
2830
2831 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2832 {
2833         unsigned long val;
2834
2835         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2836                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2837                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2838                 if (swap)
2839                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2840         } else {
2841                 if (!swap)
2842                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2843                 else
2844                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2845         }
2846         return val;
2847 }
2848
2849 enum {
2850         RES_USAGE,
2851         RES_LIMIT,
2852         RES_MAX_USAGE,
2853         RES_FAILCNT,
2854         RES_SOFT_LIMIT,
2855 };
2856
2857 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2858                                struct cftype *cft)
2859 {
2860         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2861         struct page_counter *counter;
2862
2863         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2864         case _MEM:
2865                 counter = &memcg->memory;
2866                 break;
2867         case _MEMSWAP:
2868                 counter = &memcg->memsw;
2869                 break;
2870         case _KMEM:
2871                 counter = &memcg->kmem;
2872                 break;
2873         default:
2874                 BUG();
2875         }
2876
2877         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2878         case RES_USAGE:
2879                 if (counter == &memcg->memory)
2880                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2881                 if (counter == &memcg->memsw)
2882                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2883                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2884         case RES_LIMIT:
2885                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2886         case RES_MAX_USAGE:
2887                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2888         case RES_FAILCNT:
2889                 return counter->failcnt;
2890         case RES_SOFT_LIMIT:
2891                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2892         default:
2893                 BUG();
2894         }
2895 }
2896
2897 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2898 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2899                                unsigned long nr_pages)
2900 {
2901         int err = 0;
2902         int memcg_id;
2903
2904         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2905         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2906         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2907
2908         /*
2909          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2910          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2911          * already joined.
2912          *
2913          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2914          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2915          * place, which makes the value quite meaningless.
2916          *
2917          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2918          * of course permitted.
2919          */
2920         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2921         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2922             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2923                 err = -EBUSY;
2924         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2925         if (err)
2926                 goto out;
2927
2928         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2929         if (memcg_id < 0) {
2930                 err = memcg_id;
2931                 goto out;
2932         }
2933
2934         /*
2935          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2936          * activated yet, so this should succeed.
2937          */
2938         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2939         VM_BUG_ON(err);
2940
2941         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2942         /*
2943          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2944          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2945          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2946          * patched.
2947          */
2948         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2949         memcg->kmem_acct_activated = true;
2950         memcg->kmem_acct_active = true;
2951 out:
2952         return err;
2953 }
2954
2955 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2956                                    unsigned long limit)
2957 {
2958         int ret;
2959
2960         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2961         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2962                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2963         else
2964                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2965         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2966         return ret;
2967 }
2968
2969 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2970 {
2971         int ret = 0;
2972         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2973
2974         if (!parent)
2975                 return 0;
2976
2977         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2978         /*
2979          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2980          * after this point, because it has at least one child already.
2981          */
2982         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2983                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2984         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2985         return ret;
2986 }
2987 #else
2988 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2989                                    unsigned long limit)
2990 {
2991         return -EINVAL;
2992 }
2993 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2994
2995 /*
2996  * The user of this function is...
2997  * RES_LIMIT.
2998  */
2999 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3000                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3001 {
3002         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3003         unsigned long nr_pages;
3004         int ret;
3005
3006         buf = strstrip(buf);
3007         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3008         if (ret)
3009                 return ret;
3010
3011         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3012         case RES_LIMIT:
3013                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3014                         ret = -EINVAL;
3015                         break;
3016                 }
3017                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3018                 case _MEM:
3019                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3020                         break;
3021                 case _MEMSWAP:
3022                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3023                         break;
3024                 case _KMEM:
3025                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3026                         break;
3027                 }
3028                 break;
3029         case RES_SOFT_LIMIT:
3030                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3031                 ret = 0;
3032                 break;
3033         }
3034         return ret ?: nbytes;
3035 }
3036
3037 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3038                                 size_t nbytes, loff_t off)
3039 {
3040         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3041         struct page_counter *counter;
3042
3043         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3044         case _MEM:
3045                 counter = &memcg->memory;
3046                 break;
3047         case _MEMSWAP:
3048                 counter = &memcg->memsw;
3049                 break;
3050         case _KMEM:
3051                 counter = &memcg->kmem;
3052                 break;
3053         default:
3054                 BUG();
3055         }
3056
3057         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3058         case RES_MAX_USAGE:
3059                 page_counter_reset_watermark(counter);
3060                 break;
3061         case RES_FAILCNT:
3062                 counter->failcnt = 0;
3063                 break;
3064         default:
3065                 BUG();
3066         }
3067
3068         return nbytes;
3069 }
3070
3071 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3072                                         struct cftype *cft)
3073 {
3074         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3075 }
3076
3077 #ifdef CONFIG_MMU
3078 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3079                                         struct cftype *cft, u64 val)
3080 {
3081         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3082
3083         if (val & ~MOVE_MASK)
3084                 return -EINVAL;
3085
3086         /*
3087          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3088          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3089          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3090          * affect task migrations starting after the change.
3091          */
3092         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3093         return 0;
3094 }
3095 #else
3096 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3097                                         struct cftype *cft, u64 val)
3098 {
3099         return -ENOSYS;
3100 }
3101 #endif
3102
3103 #ifdef CONFIG_NUMA
3104 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3105 {
3106         struct numa_stat {
3107                 const char *name;
3108                 unsigned int lru_mask;
3109         };
3110
3111         static const struct numa_stat stats[] = {
3112                 { "total", LRU_ALL },
3113                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3114                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3115                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3116         };
3117         const struct numa_stat *stat;
3118         int nid;
3119         unsigned long nr;
3120         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3121
3122         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3123                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3124                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3125                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3126                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3127                                                           stat->lru_mask);
3128                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3129                 }
3130                 seq_putc(m, '\n');
3131         }
3132
3133         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3134                 struct mem_cgroup *iter;
3135
3136                 nr = 0;
3137                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3138                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3139                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3140                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3141                         nr = 0;
3142                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3143                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3144                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3145                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3146                 }
3147                 seq_putc(m, '\n');
3148         }
3149
3150         return 0;
3151 }
3152 #endif /* CONFIG_NUMA */
3153
3154 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3155 {
3156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3157         unsigned long memory, memsw;
3158         struct mem_cgroup *mi;
3159         unsigned int i;
3160
3161         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3162                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3163         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3164                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3165         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3166
3167         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3168                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3169                         continue;
3170                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3171                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3172         }
3173
3174         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3175                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3176                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3177
3178         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3179                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3180                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3181
3182         /* Hierarchical information */
3183         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3184         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3185                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3186                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3187         }
3188         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3189                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3190         if (do_swap_account)
3191                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3192                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3193
3194         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3195                 unsigned long long val = 0;
3196
3197                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3198                         continue;
3199                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3200                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3201                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3202         }
3203
3204         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3205                 unsigned long long val = 0;
3206
3207                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3208                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3209                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3210                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3211         }
3212
3213         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3214                 unsigned long long val = 0;
3215
3216                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3217                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3218                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3219         }
3220
3221 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3222         {
3223                 int nid, zid;
3224                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3225                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3226                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3227                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3228
3229                 for_each_online_node(nid)
3230                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3231                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3232                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3233
3234                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3235                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3236                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3237                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3238                         }
3239                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3240                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3241                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3242                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3243         }
3244 #endif
3245
3246         return 0;
3247 }
3248
3249 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3250                                       struct cftype *cft)
3251 {
3252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3253
3254         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3255 }
3256
3257 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3258                                        struct cftype *cft, u64 val)
3259 {
3260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3261
3262         if (val > 100)
3263                 return -EINVAL;
3264
3265         if (css->parent)
3266                 memcg->swappiness = val;
3267         else
3268                 vm_swappiness = val;
3269
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3274 {
3275         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3276         unsigned long usage;
3277         int i;
3278
3279         rcu_read_lock();
3280         if (!swap)
3281                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3282         else
3283                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3284
3285         if (!t)
3286                 goto unlock;
3287
3288         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3289
3290         /*
3291          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3292          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3293          * call of __mem_cgroup_threshold().
3294          */
3295         i = t->current_threshold;
3296
3297         /*
3298          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3299          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3300          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3301          * only one element of the array here.
3302          */
3303         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3304                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3305
3306         /* i = current_threshold + 1 */
3307         i++;
3308
3309         /*
3310          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3311          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3312          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3313          * only one element of the array here.
3314          */
3315         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3316                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3317
3318         /* Update current_threshold */
3319         t->current_threshold = i - 1;
3320 unlock:
3321         rcu_read_unlock();
3322 }
3323
3324 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3325 {
3326         while (memcg) {
3327                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3328                 if (do_swap_account)
3329                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3330
3331                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3332         }
3333 }
3334
3335 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3336 {
3337         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3338         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3339
3340         if (_a->threshold > _b->threshold)
3341                 return 1;
3342
3343         if (_a->threshold < _b->threshold)
3344                 return -1;
3345
3346         return 0;
3347 }
3348
3349 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3350 {
3351         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3352
3353         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3354
3355         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3356                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3357
3358         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3363 {
3364         struct mem_cgroup *iter;
3365
3366         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3367                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3368 }
3369
3370 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3371         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3372 {
3373         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3374         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3375         unsigned long threshold;
3376         unsigned long usage;
3377         int i, size, ret;
3378
3379         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3380         if (ret)
3381                 return ret;
3382
3383         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3384
3385         if (type == _MEM) {
3386                 thresholds = &memcg->thresholds;
3387                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3388         } else if (type == _MEMSWAP) {
3389                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3390                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3391         } else
3392                 BUG();
3393
3394         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3395         if (thresholds->primary)
3396                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3397
3398         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3399
3400         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3401         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3402                         GFP_KERNEL);
3403         if (!new) {
3404                 ret = -ENOMEM;
3405                 goto unlock;
3406         }
3407         new->size = size;
3408
3409         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3410         if (thresholds->primary) {
3411                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3412                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3413         }
3414
3415         /* Add new threshold */
3416         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3417         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3418
3419         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3420         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3421                         compare_thresholds, NULL);
3422
3423         /* Find current threshold */
3424         new->current_threshold = -1;
3425         for (i = 0; i < size; i++) {
3426                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3427                         /*
3428                          * new->current_threshold will not be used until
3429                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3430                          * it here.
3431                          */
3432                         ++new->current_threshold;
3433                 } else
3434                         break;
3435         }
3436
3437         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3438         kfree(thresholds->spare);
3439         thresholds->spare = thresholds->primary;
3440
3441         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3442
3443         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3444         synchronize_rcu();
3445
3446 unlock:
3447         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3448
3449         return ret;
3450 }
3451
3452 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3453         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3454 {
3455         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3456 }
3457
3458 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3459         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3460 {
3461         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3462 }
3463
3464 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3465         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3466 {
3467         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3468         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3469         unsigned long usage;
3470         int i, j, size;
3471
3472         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3473
3474         if (type == _MEM) {
3475                 thresholds = &memcg->thresholds;
3476                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3477         } else if (type == _MEMSWAP) {
3478                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3479                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3480         } else
3481                 BUG();
3482
3483         if (!thresholds->primary)
3484                 goto unlock;
3485
3486         /* Check if a threshold crossed before removing */
3487         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3488
3489         /* Calculate new number of threshold */
3490         size = 0;
3491         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3492                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3493                         size++;
3494         }
3495
3496         new = thresholds->spare;
3497
3498         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3499         if (!size) {
3500                 kfree(new);
3501                 new = NULL;
3502                 goto swap_buffers;
3503         }
3504
3505         new->size = size;
3506
3507         /* Copy thresholds and find current threshold */
3508         new->current_threshold = -1;
3509         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3510                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3511                         continue;
3512
3513                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3514                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3515                         /*
3516                          * new->current_threshold will not be used
3517                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3518                          * it here.
3519                          */
3520                         ++new->current_threshold;
3521                 }
3522                 j++;
3523         }
3524
3525 swap_buffers:
3526         /* Swap primary and spare array */
3527         thresholds->spare = thresholds->primary;
3528
3529         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3530
3531         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3532         synchronize_rcu();
3533
3534         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3535         if (!new) {
3536                 kfree(thresholds->spare);
3537                 thresholds->spare = NULL;
3538         }
3539 unlock:
3540         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3541 }
3542
3543 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3544         struct eventfd_ctx *eventfd)
3545 {
3546         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3547 }
3548
3549 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3550         struct eventfd_ctx *eventfd)
3551 {
3552         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3553 }
3554
3555 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3556         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3557 {
3558         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3559
3560         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3561         if (!event)
3562                 return -ENOMEM;
3563
3564         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3565
3566         event->eventfd = eventfd;
3567         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3568
3569         /* already in OOM ? */
3570         if (memcg->under_oom)
3571                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3572         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3573
3574         return 0;
3575 }
3576
3577 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3578         struct eventfd_ctx *eventfd)
3579 {
3580         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3581
3582         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3583
3584         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3585                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3586                         list_del(&ev->list);
3587                         kfree(ev);
3588                 }
3589         }
3590
3591         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3592 }
3593
3594 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3595 {
3596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3597
3598         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3599         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3600         return 0;
3601 }
3602
3603 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3604         struct cftype *cft, u64 val)
3605 {
3606         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3607
3608         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3609         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3610                 return -EINVAL;
3611
3612         memcg->oom_kill_disable = val;
3613         if (!val)
3614                 memcg_oom_recover(memcg);
3615
3616         return 0;
3617 }
3618
3619 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3620 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3621 {
3622         int ret;
3623
3624         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3625         if (ret)
3626                 return ret;
3627
3628         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3629 }
3630
3631 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3632 {
3633         struct cgroup_subsys_state *css;
3634         struct mem_cgroup *parent, *child;
3635         int kmemcg_id;
3636
3637         if (!memcg->kmem_acct_active)
3638                 return;
3639
3640         /*
3641          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3642          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3643          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3644          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3645          */
3646         memcg->kmem_acct_active = false;
3647
3648         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3649
3650         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3651         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3652
3653         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3654         if (!parent)
3655                 parent = root_mem_cgroup;
3656
3657         /*
3658          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3659          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3660          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3661          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3662          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3663          * memcg_drain_all_list_lrus().
3664          */
3665         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3666         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3667                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3668                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3669                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3670                 if (!memcg->use_hierarchy)
3671                         break;
3672         }
3673         rcu_read_unlock();
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 /*
4129  * Private memory cgroup IDR
4130  *
4131  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4132  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4133  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4134  * memory-controlled cgroups to 64k.
4135  *
4136  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4137  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4138  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4139  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4140  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4141  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4142  *
4143  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4144  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4145  * when the CSS is offlined.
4146  *
4147  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4148  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4149  * those references are manageable from userspace.
4150  */
4151
4152 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4153
4154 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4155 {
4156         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4157 }
4158
4159 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
4160 {
4161         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
4162                 /*
4163                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
4164                  * always be >= 1.
4165                  */
4166                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
4167                         VM_BUG_ON(1);
4168                         break;
4169                 }
4170                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4171                 if (!memcg)
4172                         memcg = root_mem_cgroup;
4173         }
4174         return memcg;
4175 }
4176
4177 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4178 {
4179         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4180                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4181                 memcg->id.id = 0;
4182
4183                 /* Memcg ID pins CSS */
4184                 css_put(&memcg->css);
4185         }
4186 }
4187
4188 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4189 {
4190         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4191 }
4192
4193 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4194 {
4195         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4196 }
4197
4198 /**
4199  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4200  * @id: the memcg id to look up
4201  *
4202  * Caller must hold rcu_read_lock().
4203  */
4204 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4205 {
4206         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4207         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4208 }
4209
4210 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4211 {
4212         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4213         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4214         int zone, tmp = node;
4215         /*
4216          * This routine is called against possible nodes.
4217          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4218          *
4219          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4220          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4221          *       function.
4222          */
4223         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4224                 tmp = -1;
4225         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4226         if (!pn)
4227                 return 1;
4228
4229         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4230                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4231                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4232                 mz->usage_in_excess = 0;
4233                 mz->on_tree = false;
4234                 mz->memcg = memcg;
4235         }
4236         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4237         return 0;
4238 }
4239
4240 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4241 {
4242         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4243 }
4244
4245 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4246 {
4247         struct mem_cgroup *memcg;
4248         size_t size;
4249
4250         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4251         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4252
4253         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4254         if (!memcg)
4255                 return NULL;
4256
4257         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4258         if (!memcg->stat)
4259                 goto out_free;
4260
4261         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4262                 goto out_free_stat;
4263
4264         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4265                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4266                                  GFP_KERNEL);
4267         if (memcg->id.id < 0)
4268                 goto out_free_stat;
4269
4270         return memcg;
4271
4272 out_free_stat:
4273         free_percpu(memcg->stat);
4274 out_free:
4275         kfree(memcg);
4276         return NULL;
4277 }
4278
4279 /*
4280  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4281  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4282  *
4283  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4284  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4285  * it goes down to 0.
4286  *
4287  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4288  */
4289
4290 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4291 {
4292         int node;
4293
4294         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4295
4296         for_each_node(node)
4297                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4298
4299         free_percpu(memcg->stat);
4300         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4301         kfree(memcg);
4302 }
4303
4304 /*
4305  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4306  */
4307 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4308 {
4309         if (!memcg->memory.parent)
4310                 return NULL;
4311         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4312 }
4313 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4314
4315 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4316 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4317 {
4318         struct mem_cgroup *memcg;
4319         long error = -ENOMEM;
4320         int node;
4321
4322         memcg = mem_cgroup_alloc();
4323         if (!memcg)
4324                 return ERR_PTR(error);
4325
4326         for_each_node(node)
4327                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4328                         goto free_out;
4329
4330         /* root ? */
4331         if (parent_css == NULL) {
4332                 root_mem_cgroup = memcg;
4333                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4334                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4335                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4336                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4337                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4338                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4339         }
4340
4341         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4342         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4343         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4344         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4345         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4346         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4347         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4348         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4349 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4350         memcg->kmemcg_id = -1;
4351 #endif
4352 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4353         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4354 #endif
4355         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4356         return &memcg->css;
4357
4358 free_out:
4359         idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4360         __mem_cgroup_free(memcg);
4361         return ERR_PTR(error);
4362 }
4363
4364 static int
4365 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4366 {
4367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4368         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4369         int ret;
4370
4371         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4372         mem_cgroup_id_get(mem_cgroup_from_css(css));
4373         css_get(css);
4374
4375         if (!parent)
4376                 return 0;
4377
4378         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4379
4380         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4381         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4382         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4383
4384         if (parent->use_hierarchy) {
4385                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4386                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4387                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4388                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4389                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4390
4391                 /*
4392                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4393                  * core guarantees its existence.
4394                  */
4395         } else {
4396                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4397                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4398                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4399                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4400                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4401                 /*
4402                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4403                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4404                  * unfortunate state in our controller.
4405                  */
4406                 if (parent != root_mem_cgroup)
4407                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4408         }
4409         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4410
4411         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4412         if (ret)
4413                 return ret;
4414
4415         /*
4416          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4417          * orders reading memcg->initialized against its callers
4418          * reading the memcg members.
4419          */
4420         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4421
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4426 {
4427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4428         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4429
4430         /*
4431          * Unregister events and notify userspace.
4432          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4433          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4434          */
4435         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4436         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4437                 list_del_init(&event->list);
4438                 schedule_work(&event->remove);
4439         }
4440         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4441
4442         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4443
4444         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4445
4446         wb_memcg_offline(memcg);
4447
4448         mem_cgroup_id_put(memcg);
4449 }
4450
4451 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4452 {
4453         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4454
4455         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4456 }
4457
4458 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4459 {
4460         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4461
4462         memcg_destroy_kmem(memcg);
4463         __mem_cgroup_free(memcg);
4464 }
4465
4466 /**
4467  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4468  * @css: the target css
4469  *
4470  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4471  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4472  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4473  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4474  * made visible again.
4475  *
4476  * The current implementation only resets the essential configurations.
4477  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4478  */
4479 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4480 {
4481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4482
4483         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4484         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4485         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4486         memcg->low = 0;
4487         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4488         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4489         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4490 }
4491
4492 #ifdef CONFIG_MMU
4493 /* Handlers for move charge at task migration. */
4494 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4495 {
4496         int ret;
4497
4498         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4499         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4500         if (!ret) {
4501                 mc.precharge += count;
4502                 return ret;
4503         }
4504
4505         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4506         while (count--) {
4507                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4508                 if (ret)
4509                         return ret;
4510                 mc.precharge++;
4511                 cond_resched();
4512         }
4513         return 0;
4514 }
4515
4516 /**
4517  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4518  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4519  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4520  * @ptent: the pte to be checked
4521  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4522  *
4523  * Returns
4524  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4525  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4526  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4527  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4528  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4529  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4530  *     in target->ent.
4531  *
4532  * Called with pte lock held.
4533  */
4534 union mc_target {
4535         struct page     *page;
4536         swp_entry_t     ent;
4537 };
4538
4539 enum mc_target_type {
4540         MC_TARGET_NONE = 0,
4541         MC_TARGET_PAGE,
4542         MC_TARGET_SWAP,
4543 };
4544
4545 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4546                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4547 {
4548         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4549
4550         if (!page || !page_mapped(page))
4551                 return NULL;
4552         if (PageAnon(page)) {
4553                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4554                         return NULL;
4555         } else {
4556                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4557                         return NULL;
4558         }
4559         if (!get_page_unless_zero(page))
4560                 return NULL;
4561
4562         return page;
4563 }
4564
4565 #ifdef CONFIG_SWAP
4566 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4567                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4568 {
4569         struct page *page = NULL;
4570         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4571
4572         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4573                 return NULL;
4574         /*
4575          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4576          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4577          */
4578         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4579         if (do_swap_account)
4580                 entry->val = ent.val;
4581
4582         return page;
4583 }
4584 #else
4585 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4586                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4587 {
4588         return NULL;
4589 }
4590 #endif
4591
4592 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4593                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4594 {
4595         struct page *page = NULL;
4596         struct address_space *mapping;
4597         pgoff_t pgoff;
4598
4599         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4600                 return NULL;
4601         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4602                 return NULL;
4603
4604         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4605         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4606
4607         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4608 #ifdef CONFIG_SWAP
4609         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4610         if (shmem_mapping(mapping)) {
4611                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4612                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4613                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4614                         if (do_swap_account)
4615                                 *entry = swp;
4616                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4617                 }
4618         } else
4619                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4620 #else
4621         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4622 #endif
4623         return page;
4624 }
4625
4626 /**
4627  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4628  * @page: the page
4629  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4630  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4631  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4632  *
4633  * The caller must confirm following.
4634  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4635  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4636  *
4637  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4638  * from old cgroup.
4639  */
4640 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4641                                    unsigned int nr_pages,
4642                                    struct mem_cgroup *from,
4643                                    struct mem_cgroup *to)
4644 {
4645         unsigned long flags;
4646         int ret;
4647         bool anon;
4648
4649         VM_BUG_ON(from == to);
4650         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4651         /*
4652          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4653          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4654          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4655          * hold it.
4656          */
4657         ret = -EBUSY;
4658         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4659                 goto out;
4660
4661         /*
4662          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4663          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4664          */
4665         if (!trylock_page(page))
4666                 goto out;
4667
4668         ret = -EINVAL;
4669         if (page->mem_cgroup != from)
4670                 goto out_unlock;
4671
4672         anon = PageAnon(page);
4673
4674         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4675
4676         if (!anon && page_mapped(page)) {
4677                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4678                                nr_pages);
4679                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4680                                nr_pages);
4681         }
4682
4683         /*
4684          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4685          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4686          * So mapping should be stable for dirty pages.
4687          */
4688         if (!anon && PageDirty(page)) {
4689                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4690
4691                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4692                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4693                                        nr_pages);
4694                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4695                                        nr_pages);
4696                 }
4697         }
4698
4699         if (PageWriteback(page)) {
4700                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4701                                nr_pages);
4702                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4703                                nr_pages);
4704         }
4705
4706         /*
4707          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4708          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4709          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4710          */
4711
4712         /* caller should have done css_get */
4713         page->mem_cgroup = to;
4714         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4715
4716         ret = 0;
4717
4718         local_lock_irq(event_lock);
4719         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4720         memcg_check_events(to, page);
4721         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4722         memcg_check_events(from, page);
4723         local_unlock_irq(event_lock);
4724 out_unlock:
4725         unlock_page(page);
4726 out:
4727         return ret;
4728 }
4729
4730 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4731                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4732 {
4733         struct page *page = NULL;
4734         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4735         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4736
4737         if (pte_present(ptent))
4738                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4739         else if (is_swap_pte(ptent))
4740                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4741         else if (pte_none(ptent))
4742                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4743
4744         if (!page && !ent.val)
4745                 return ret;
4746         if (page) {
4747                 /*
4748                  * Do only loose check w/o serialization.
4749                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4750                  * not under LRU exclusion.
4751                  */
4752                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4753                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4754                         if (target)
4755                                 target->page = page;
4756                 }
4757                 if (!ret || !target)
4758                         put_page(page);
4759         }
4760         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4761         if (ent.val && !ret &&
4762             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4763                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4764                 if (target)
4765                         target->ent = ent;
4766         }
4767         return ret;
4768 }
4769
4770 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4771 /*
4772  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4773  * support them for now.
4774  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4775  */
4776 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4777                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4778 {
4779         struct page *page = NULL;
4780         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4781
4782         page = pmd_page(pmd);
4783         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4784         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4785                 return ret;
4786         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4787                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4788                 if (target) {
4789                         get_page(page);
4790                         target->page = page;
4791                 }
4792         }
4793         return ret;
4794 }
4795 #else
4796 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4797                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4798 {
4799         return MC_TARGET_NONE;
4800 }
4801 #endif
4802
4803 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4804                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4805                                         struct mm_walk *walk)
4806 {
4807         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4808         pte_t *pte;
4809         spinlock_t *ptl;
4810
4811         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4812                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4813                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4814                 spin_unlock(ptl);
4815                 return 0;
4816         }
4817
4818         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4819                 return 0;
4820         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4821         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4822                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4823                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4824         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4825         cond_resched();
4826
4827         return 0;
4828 }
4829
4830 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4831 {
4832         unsigned long precharge;
4833
4834         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4835                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4836                 .mm = mm,
4837         };
4838         down_read(&mm->mmap_sem);
4839         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4840         up_read(&mm->mmap_sem);
4841
4842         precharge = mc.precharge;
4843         mc.precharge = 0;
4844
4845         return precharge;
4846 }
4847
4848 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4849 {
4850         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4851
4852         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4853         mc.moving_task = current;
4854         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4855 }
4856
4857 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4858 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4859 {
4860         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4861         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4862
4863         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4864         if (mc.precharge) {
4865                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4866                 mc.precharge = 0;
4867         }
4868         /*
4869          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4870          * we must uncharge here.
4871          */
4872         if (mc.moved_charge) {
4873                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4874                 mc.moved_charge = 0;
4875         }
4876         /* we must fixup refcnts and charges */
4877         if (mc.moved_swap) {
4878                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4879                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4880                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4881
4882                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4883
4884                 /*
4885                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4886                  * should uncharge to->memory.
4887                  */
4888                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4889                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4890
4891                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
4892                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4893
4894                 mc.moved_swap = 0;
4895         }
4896         memcg_oom_recover(from);
4897         memcg_oom_recover(to);
4898         wake_up_all(&mc.waitq);
4899 }
4900
4901 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4902 {
4903         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4904
4905         /*
4906          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4907          * task migration.
4908          */
4909         mc.moving_task = NULL;
4910         __mem_cgroup_clear_mc();
4911         spin_lock(&mc.lock);
4912         mc.from = NULL;
4913         mc.to = NULL;
4914         mc.mm = NULL;
4915         spin_unlock(&mc.lock);
4916
4917         mmput(mm);
4918 }
4919
4920 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4921 {
4922         struct cgroup_subsys_state *css;
4923         struct mem_cgroup *memcg;
4924         struct mem_cgroup *from;
4925         struct task_struct *leader, *p;
4926         struct mm_struct *mm;
4927         unsigned long move_flags;
4928         int ret = 0;
4929
4930         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4931         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4932                 return 0;
4933
4934         /*
4935          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4936          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4937          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4938          * multiple.
4939          */
4940         p = NULL;
4941         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4942                 WARN_ON_ONCE(p);
4943                 p = leader;
4944                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4945         }
4946         if (!p)
4947                 return 0;
4948
4949         /*
4950          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4951          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4952          * So we need to save it, and keep it going.
4953          */
4954         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4955         if (!move_flags)
4956                 return 0;
4957
4958         from = mem_cgroup_from_task(p);
4959
4960         VM_BUG_ON(from == memcg);
4961
4962         mm = get_task_mm(p);
4963         if (!mm)
4964                 return 0;
4965         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4966         if (mm->owner == p) {
4967                 VM_BUG_ON(mc.from);
4968                 VM_BUG_ON(mc.to);
4969                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4970                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4971                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4972
4973                 spin_lock(&mc.lock);
4974                 mc.mm = mm;
4975                 mc.from = from;
4976                 mc.to = memcg;
4977                 mc.flags = move_flags;
4978                 spin_unlock(&mc.lock);
4979                 /* We set mc.moving_task later */
4980
4981                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4982                 if (ret)
4983                         mem_cgroup_clear_mc();
4984         } else {
4985                 mmput(mm);
4986         }
4987         return ret;
4988 }
4989
4990 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4991 {
4992         if (mc.to)
4993                 mem_cgroup_clear_mc();
4994 }
4995
4996 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4997                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4998                                 struct mm_walk *walk)
4999 {
5000         int ret = 0;
5001         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5002         pte_t *pte;
5003         spinlock_t *ptl;
5004         enum mc_target_type target_type;
5005         union mc_target target;
5006         struct page *page;
5007
5008         /*
5009          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5010          * happens because:
5011          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5012          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5013          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5014          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5015          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5016          *    part of thp split is not executed yet.
5017          */
5018         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5019                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5020                         spin_unlock(ptl);
5021                         return 0;
5022                 }
5023                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5024                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5025                         page = target.page;
5026                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5027                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5028                                                              mc.from, mc.to)) {
5029                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5030                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5031                                 }
5032                                 putback_lru_page(page);
5033                         }
5034                         put_page(page);
5035                 }
5036                 spin_unlock(ptl);
5037                 return 0;
5038         }
5039
5040         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5041                 return 0;
5042 retry:
5043         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5044         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5045                 pte_t ptent = *(pte++);
5046                 swp_entry_t ent;
5047
5048                 if (!mc.precharge)
5049                         break;
5050
5051                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5052                 case MC_TARGET_PAGE:
5053                         page = target.page;
5054                         if (isolate_lru_page(page))
5055                                 goto put;
5056                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5057                                 mc.precharge--;
5058                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5059                                 mc.moved_charge++;
5060                         }
5061                         putback_lru_page(page);
5062 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5063                         put_page(page);
5064                         break;
5065                 case MC_TARGET_SWAP:
5066                         ent = target.ent;
5067                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5068                                 mc.precharge--;
5069                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5070                                 mc.moved_swap++;
5071                         }
5072                         break;
5073                 default:
5074                         break;
5075                 }
5076         }
5077         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5078         cond_resched();
5079
5080         if (addr != end) {
5081                 /*
5082                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5083                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5084                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5085                  * phase.
5086                  */
5087                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5088                 if (!ret)
5089                         goto retry;
5090         }
5091
5092         return ret;
5093 }
5094
5095 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5096 {
5097         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5098                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5099                 .mm = mc.mm,
5100         };
5101
5102         lru_add_drain_all();
5103         /*
5104          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5105          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5106          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5107          */
5108         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5109         synchronize_rcu();
5110 retry:
5111         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5112                 /*
5113                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5114                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5115                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5116                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5117                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5118                  */
5119                 __mem_cgroup_clear_mc();
5120                 cond_resched();
5121                 goto retry;
5122         }
5123         /*
5124          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5125          * additional charge, the page walk just aborts.
5126          */
5127         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5128         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5129         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5130 }
5131
5132 static void mem_cgroup_move_task(void)
5133 {
5134         if (mc.to) {
5135                 mem_cgroup_move_charge();
5136                 mem_cgroup_clear_mc();
5137         }
5138 }
5139 #else   /* !CONFIG_MMU */
5140 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5141 {
5142         return 0;
5143 }
5144 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5145 {
5146 }
5147 static void mem_cgroup_move_task(void)
5148 {
5149 }
5150 #endif
5151
5152 /*
5153  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5154  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5155  * attempt.
5156  */
5157 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5158 {
5159         /*
5160          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5161          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5162          * on for the root memcg is enough.
5163          */
5164         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5165                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5166         else
5167                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5168 }
5169
5170 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5171                                struct cftype *cft)
5172 {
5173         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5174
5175         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5176 }
5177
5178 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5179 {
5180         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5181         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5182
5183         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5184                 seq_puts(m, "max\n");
5185         else
5186                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5187
5188         return 0;
5189 }
5190
5191 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5192                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5193 {
5194         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5195         unsigned long low;
5196         int err;
5197
5198         buf = strstrip(buf);
5199         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5200         if (err)
5201                 return err;
5202
5203         memcg->low = low;
5204
5205         return nbytes;
5206 }
5207
5208 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5209 {
5210         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5211         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5212
5213         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5214                 seq_puts(m, "max\n");
5215         else
5216                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5217
5218         return 0;
5219 }
5220
5221 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5222                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5223 {
5224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5225         unsigned long nr_pages;
5226         unsigned long high;
5227         int err;
5228
5229         buf = strstrip(buf);
5230         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5231         if (err)
5232                 return err;
5233
5234         memcg->high = high;
5235
5236         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5237         if (nr_pages > high)
5238                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5239                                              GFP_KERNEL, true);
5240
5241         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5242         return nbytes;
5243 }
5244
5245 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5246 {
5247         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5248         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5249
5250         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5251                 seq_puts(m, "max\n");
5252         else
5253                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5254
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5259                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5260 {
5261         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5262         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5263         bool drained = false;
5264         unsigned long max;
5265         int err;
5266
5267         buf = strstrip(buf);
5268         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5269         if (err)
5270                 return err;
5271
5272         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5273
5274         for (;;) {
5275                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5276
5277                 if (nr_pages <= max)
5278                         break;
5279
5280                 if (signal_pending(current)) {
5281                         err = -EINTR;
5282                         break;
5283                 }
5284
5285                 if (!drained) {
5286                         drain_all_stock(memcg);
5287                         drained = true;
5288                         continue;
5289                 }
5290
5291                 if (nr_reclaims) {
5292                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5293                                                           GFP_KERNEL, true))
5294                                 nr_reclaims--;
5295                         continue;
5296                 }
5297
5298                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5299                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5300                         break;
5301         }
5302
5303         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5304         return nbytes;
5305 }
5306
5307 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5308 {
5309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5310
5311         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5312         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5313         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5314         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5315
5316         return 0;
5317 }
5318
5319 static struct cftype memory_files[] = {
5320         {
5321                 .name = "current",
5322                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5323                 .read_u64 = memory_current_read,
5324         },
5325         {
5326                 .name = "low",
5327                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5328                 .seq_show = memory_low_show,
5329                 .write = memory_low_write,
5330         },
5331         {
5332                 .name = "high",
5333                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5334                 .seq_show = memory_high_show,
5335                 .write = memory_high_write,
5336         },
5337         {
5338                 .name = "max",
5339                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5340                 .seq_show = memory_max_show,
5341                 .write = memory_max_write,
5342         },
5343         {
5344                 .name = "events",
5345                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5346                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5347                 .seq_show = memory_events_show,
5348         },
5349         { }     /* terminate */
5350 };
5351
5352 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5353         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5354         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5355         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5356         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5357         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5358         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5359         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5360         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5361         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5362         .bind = mem_cgroup_bind,
5363         .dfl_cftypes = memory_files,
5364         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5365         .early_init = 0,
5366 };
5367
5368 /**
5369  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5370  * @root: the highest ancestor to consider
5371  * @memcg: the memory cgroup to check
5372  *
5373  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5374  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5375  */
5376 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5377 {
5378         if (mem_cgroup_disabled())
5379                 return false;
5380
5381         /*
5382          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5383          * it's never low when looked at directly, and it is not
5384          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5385          */
5386
5387         if (memcg == root_mem_cgroup)
5388                 return false;
5389
5390         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5391                 return false;
5392
5393         while (memcg != root) {
5394                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5395
5396                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5397                         break;
5398
5399                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5400                         return false;
5401         }
5402         return true;
5403 }
5404
5405 /**
5406  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5407  * @page: page to charge
5408  * @mm: mm context of the victim
5409  * @gfp_mask: reclaim mode
5410  * @memcgp: charged memcg return
5411  *
5412  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5413  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5414  *
5415  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5416  * Otherwise, an error code is returned.
5417  *
5418  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5419  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5420  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5421  */
5422 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5423                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5424 {
5425         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5426         unsigned int nr_pages = 1;
5427         int ret = 0;
5428
5429         if (mem_cgroup_disabled())
5430                 goto out;
5431
5432         if (PageSwapCache(page)) {
5433                 /*
5434                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5435                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5436                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5437                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5438                  * in turn serializes uncharging.
5439                  */
5440                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5441                 if (page->mem_cgroup)
5442                         goto out;
5443
5444                 if (do_swap_account) {
5445                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5446                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5447
5448                         rcu_read_lock();
5449                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5450                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5451                                 memcg = NULL;
5452                         rcu_read_unlock();
5453                 }
5454         }
5455
5456         if (PageTransHuge(page)) {
5457                 nr_pages <<= compound_order(page);
5458                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5459         }
5460
5461         if (!memcg)
5462                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5463
5464         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5465
5466         css_put(&memcg->css);
5467 out:
5468         *memcgp = memcg;
5469         return ret;
5470 }
5471
5472 /**
5473  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5474  * @page: page to charge
5475  * @memcg: memcg to charge the page to
5476  * @lrucare: page might be on LRU already
5477  *
5478  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5479  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5480  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5481  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5482  *
5483  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5484  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5485  *
5486  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5487  */
5488 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5489                               bool lrucare)
5490 {
5491         unsigned int nr_pages = 1;
5492
5493         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5494         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5495
5496         if (mem_cgroup_disabled())
5497                 return;
5498         /*
5499          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5500          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5501          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5502          */
5503         if (!memcg)
5504                 return;
5505
5506         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5507
5508         if (PageTransHuge(page)) {
5509                 nr_pages <<= compound_order(page);
5510                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5511         }
5512
5513         local_lock_irq(event_lock);
5514         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5515         memcg_check_events(memcg, page);
5516         local_unlock_irq(event_lock);
5517
5518         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5519                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5520                 /*
5521                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5522                  * let's not wait for it.  The page already received a
5523                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5524                  */
5525                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5526         }
5527 }
5528
5529 /**
5530  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5531  * @page: page to charge
5532  * @memcg: memcg to charge the page to
5533  *
5534  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5535  */
5536 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5537 {
5538         unsigned int nr_pages = 1;
5539
5540         if (mem_cgroup_disabled())
5541                 return;
5542         /*
5543          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5544          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5545          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5546          */
5547         if (!memcg)
5548                 return;
5549
5550         if (PageTransHuge(page)) {
5551                 nr_pages <<= compound_order(page);
5552                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5553         }
5554
5555         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5556 }
5557
5558 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5559                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5560                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5561 {
5562         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5563         unsigned long flags;
5564
5565         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5566                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5567                 if (do_swap_account)
5568                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5569                 memcg_oom_recover(memcg);
5570         }
5571
5572         local_lock_irqsave(event_lock, flags);
5573         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5574         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5575         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5576         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5577         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5578         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5579         local_unlock_irqrestore(event_lock, flags);
5580
5581         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5582                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5583 }
5584
5585 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5586 {
5587         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5588         unsigned long nr_anon = 0;
5589         unsigned long nr_file = 0;
5590         unsigned long nr_huge = 0;
5591         unsigned long pgpgout = 0;
5592         struct list_head *next;
5593         struct page *page;
5594
5595         next = page_list->next;
5596         do {
5597                 unsigned int nr_pages = 1;
5598
5599                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5600                 next = page->lru.next;
5601
5602                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5603                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5604
5605                 if (!page->mem_cgroup)
5606                         continue;
5607
5608                 /*
5609                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5610                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5611                  * exclusive access to the page.
5612                  */
5613
5614                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5615                         if (memcg) {
5616                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5617                                                nr_huge, page);
5618                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5619                         }
5620                         memcg = page->mem_cgroup;
5621                 }
5622
5623                 if (PageTransHuge(page)) {
5624                         nr_pages <<= compound_order(page);
5625                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5626                         nr_huge += nr_pages;
5627                 }
5628
5629                 if (PageAnon(page))
5630                         nr_anon += nr_pages;
5631                 else
5632                         nr_file += nr_pages;
5633
5634                 page->mem_cgroup = NULL;
5635
5636                 pgpgout++;
5637         } while (next != page_list);
5638
5639         if (memcg)
5640                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5641                                nr_huge, page);
5642 }
5643
5644 /**
5645  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5646  * @page: page to uncharge
5647  *
5648  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5649  * mem_cgroup_commit_charge().
5650  */
5651 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5652 {
5653         if (mem_cgroup_disabled())
5654                 return;
5655
5656         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5657         if (!page->mem_cgroup)
5658                 return;
5659
5660         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5661         uncharge_list(&page->lru);
5662 }
5663
5664 /**
5665  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5666  * @page_list: list of pages to uncharge
5667  *
5668  * Uncharge a list of pages previously charged with
5669  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5670  */
5671 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5672 {
5673         if (mem_cgroup_disabled())
5674                 return;
5675
5676         if (!list_empty(page_list))
5677                 uncharge_list(page_list);
5678 }
5679
5680 /**
5681  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5682  * @oldpage: currently charged page
5683  * @newpage: page to transfer the charge to
5684  *
5685  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5686  *
5687  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5688  * Either or both pages might be on the LRU already.
5689  */
5690 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5691 {
5692         struct mem_cgroup *memcg;
5693         int isolated;
5694
5695         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5696         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5697         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5698         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5699                        newpage);
5700
5701         if (mem_cgroup_disabled())
5702                 return;
5703
5704         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5705         if (newpage->mem_cgroup)
5706                 return;
5707
5708         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5709         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5710         if (!memcg)
5711                 return;
5712
5713         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5714         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5715         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5716
5717         commit_charge(newpage, memcg, true);
5718 }
5719
5720 /*
5721  * subsys_initcall() for memory controller.
5722  *
5723  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5724  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5725  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5726  * be initialized from here.
5727  */
5728 static int __init mem_cgroup_init(void)
5729 {
5730         int cpu, node;
5731
5732         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5733
5734         for_each_possible_cpu(cpu)
5735                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5736                           drain_local_stock);
5737
5738         for_each_node(node) {
5739                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5740                 int zone;
5741
5742                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5743                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5744
5745                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5746                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5747
5748                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5749                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5750                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5751                 }
5752                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5753         }
5754
5755         return 0;
5756 }
5757 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5758
5759 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5760 /**
5761  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5762  * @page: page whose memsw charge to transfer
5763  * @entry: swap entry to move the charge to
5764  *
5765  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5766  */
5767 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5768 {
5769         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5770         unsigned short oldid;
5771         unsigned long flags;
5772
5773         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5774         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5775
5776         if (!do_swap_account)
5777                 return;
5778
5779         memcg = page->mem_cgroup;
5780
5781         /* Readahead page, never charged */
5782         if (!memcg)
5783                 return;
5784
5785         /*
5786          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
5787          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
5788          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
5789          */
5790         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5791         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg));
5792         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5793         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, true);
5794
5795         page->mem_cgroup = NULL;
5796
5797         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5798                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5799
5800         if (memcg != swap_memcg) {
5801                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
5802                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, 1);
5803                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5804         }
5805
5806         /*
5807          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5808          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5809          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5810          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5811          */
5812         local_lock_irqsave(event_lock, flags);
5813 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT_BASE
5814         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5815 #endif
5816         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5817         memcg_check_events(memcg, page);
5818
5819         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5820                 css_put(&memcg->css);
5821         local_unlock_irqrestore(event_lock, flags);
5822 }
5823
5824 /**
5825  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5826  * @entry: swap entry to uncharge
5827  *
5828  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5829  */
5830 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5831 {
5832         struct mem_cgroup *memcg;
5833         unsigned short id;
5834
5835         if (!do_swap_account)
5836                 return;
5837
5838         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5839         rcu_read_lock();
5840         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5841         if (memcg) {
5842                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5843                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5844                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5845                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5846         }
5847         rcu_read_unlock();
5848 }
5849
5850 /* for remember boot option*/
5851 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5852 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5853 #else
5854 static int really_do_swap_account __initdata;
5855 #endif
5856
5857 static int __init enable_swap_account(char *s)
5858 {
5859         if (!strcmp(s, "1"))
5860                 really_do_swap_account = 1;
5861         else if (!strcmp(s, "0"))
5862                 really_do_swap_account = 0;
5863         return 1;
5864 }
5865 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5866
5867 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5868         {
5869                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5870                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5871                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5872         },
5873         {
5874                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5875                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5876                 .write = mem_cgroup_reset,
5877                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5878         },
5879         {
5880                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5881                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5882                 .write = mem_cgroup_write,
5883                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5884         },
5885         {
5886                 .name = "memsw.failcnt",
5887                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5888                 .write = mem_cgroup_reset,
5889                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5890         },
5891         { },    /* terminate */
5892 };
5893
5894 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5895 {
5896         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5897                 do_swap_account = 1;
5898                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5899                                                   memsw_cgroup_files));
5900         }
5901         return 0;
5902 }
5903 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5904
5905 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */