]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
memcg: do not allow to disable tcp accounting after limit is set
[karo-tx-linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * 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 "slab.h"
71
72 #include <asm/uaccess.h>
73
74 #include <trace/events/vmscan.h>
75
76 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
77 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
78
79 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
80 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "dirty",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
101         "pgpgin",
102         "pgpgout",
103         "pgfault",
104         "pgmajfault",
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
108         "inactive_anon",
109         "active_anon",
110         "inactive_file",
111         "active_file",
112         "unevictable",
113 };
114
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
118
119 /*
120  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
121  * their hierarchy representation
122  */
123
124 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
125         struct rb_root rb_root;
126         spinlock_t lock;
127 };
128
129 struct mem_cgroup_tree_per_node {
130         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
131 };
132
133 struct mem_cgroup_tree {
134         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
135 };
136
137 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
138
139 /* for OOM */
140 struct mem_cgroup_eventfd_list {
141         struct list_head list;
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143 };
144
145 /*
146  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
147  */
148 struct mem_cgroup_event {
149         /*
150          * memcg which the event belongs to.
151          */
152         struct mem_cgroup *memcg;
153         /*
154          * eventfd to signal userspace about the event.
155          */
156         struct eventfd_ctx *eventfd;
157         /*
158          * Each of these stored in a list by the cgroup.
159          */
160         struct list_head list;
161         /*
162          * register_event() callback will be used to add new userspace
163          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
164          * on eventfd to send notification to userspace.
165          */
166         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
168         /*
169          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
170          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
171          * if you want provide notification functionality.
172          */
173         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
174                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
175         /*
176          * All fields below needed to unregister event when
177          * userspace closes eventfd.
178          */
179         poll_table pt;
180         wait_queue_head_t *wqh;
181         wait_queue_t wait;
182         struct work_struct remove;
183 };
184
185 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
186 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
187
188 /* Stuffs for move charges at task migration. */
189 /*
190  * Types of charges to be moved.
191  */
192 #define MOVE_ANON       0x1U
193 #define MOVE_FILE       0x2U
194 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
195
196 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
197 static struct move_charge_struct {
198         spinlock_t        lock; /* for from, to */
199         struct mem_cgroup *from;
200         struct mem_cgroup *to;
201         unsigned long flags;
202         unsigned long precharge;
203         unsigned long moved_charge;
204         unsigned long moved_swap;
205         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
206         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
207 } mc = {
208         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
209         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
210 };
211
212 /*
213  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
214  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
215  */
216 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
217 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
218
219 enum charge_type {
220         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
223         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
224         NR_CHARGE_TYPE,
225 };
226
227 /* for encoding cft->private value on file */
228 enum res_type {
229         _MEM,
230         _MEMSWAP,
231         _OOM_TYPE,
232         _KMEM,
233 };
234
235 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
236 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
237 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
238 /* Used for OOM nofiier */
239 #define OOM_CONTROL             (0)
240
241 /*
242  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
243  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
244  * appearing has to hold it as well.
245  */
246 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
247
248 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
249 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
250 {
251         if (!memcg)
252                 memcg = root_mem_cgroup;
253         return &memcg->vmpressure;
254 }
255
256 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
257 {
258         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
259 }
260
261 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
262 {
263         return (memcg == root_mem_cgroup);
264 }
265
266 /*
267  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
268  * an unsigned short.
269  */
270 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
271
272 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
273 {
274         return memcg->css.id;
275 }
276
277 /*
278  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
279  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
280  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
281  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
282  */
283 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
284 {
285         struct cgroup_subsys_state *css;
286
287         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
288         return mem_cgroup_from_css(css);
289 }
290
291 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
292 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
293
294 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
295 {
296         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
297                 struct mem_cgroup *memcg;
298                 struct cg_proto *cg_proto;
299
300                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
301
302                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
303                  * filled. It won't however, necessarily happen from
304                  * process context. So the test for root memcg given
305                  * the current task's memcg won't help us in this case.
306                  *
307                  * Respecting the original socket's memcg is a better
308                  * decision in this case.
309                  */
310                 if (sk->sk_cgrp) {
311                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
312                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
313                         return;
314                 }
315
316                 rcu_read_lock();
317                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
318                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
319                 if (cg_proto && cg_proto->active &&
320                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
321                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
322                 }
323                 rcu_read_unlock();
324         }
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
327
328 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
329 {
330         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
331                 struct mem_cgroup *memcg;
332                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
333                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
334                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
335         }
336 }
337
338 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
339 {
340         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
341                 return NULL;
342
343         return &memcg->tcp_mem;
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
346
347 #endif
348
349 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
350 /*
351  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400
401 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
402
403 static struct mem_cgroup_per_zone *
404 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
405 {
406         int nid = zone_to_nid(zone);
407         int zid = zone_idx(zone);
408
409         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
410 }
411
412 /**
413  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
414  * @page: page of interest
415  *
416  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
417  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
418  * until it is released.
419  *
420  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
421  * is returned.
422  *
423  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
424  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
425  * association before @page is released even on the default hierarchy;
426  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
427  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
428  * actually true.
429  */
430 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
431 {
432         struct mem_cgroup *memcg;
433
434         rcu_read_lock();
435
436         memcg = page->mem_cgroup;
437
438         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
439                 memcg = root_mem_cgroup;
440
441         rcu_read_unlock();
442         return &memcg->css;
443 }
444
445 /**
446  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
447  * @page: the page
448  *
449  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
450  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
451  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
452  *
453  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
454  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
455  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
456  * do not care (such as procfs interfaces).
457  */
458 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461         unsigned long ino = 0;
462
463         rcu_read_lock();
464         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
465         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
466                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
467         if (memcg)
468                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
469         rcu_read_unlock();
470         return ino;
471 }
472
473 static struct mem_cgroup_per_zone *
474 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
475 {
476         int nid = page_to_nid(page);
477         int zid = page_zonenum(page);
478
479         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
480 }
481
482 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
483 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
484 {
485         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
486 }
487
488 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
489 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
490 {
491         int nid = page_to_nid(page);
492         int zid = page_zonenum(page);
493
494         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
495 }
496
497 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
498                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
499                                          unsigned long new_usage_in_excess)
500 {
501         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
502         struct rb_node *parent = NULL;
503         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
504
505         if (mz->on_tree)
506                 return;
507
508         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
509         if (!mz->usage_in_excess)
510                 return;
511         while (*p) {
512                 parent = *p;
513                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
514                                         tree_node);
515                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
516                         p = &(*p)->rb_left;
517                 /*
518                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
519                  * limit by the same amount
520                  */
521                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
522                         p = &(*p)->rb_right;
523         }
524         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
525         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
526         mz->on_tree = true;
527 }
528
529 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
531 {
532         if (!mz->on_tree)
533                 return;
534         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
535         mz->on_tree = false;
536 }
537
538 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
539                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
540 {
541         unsigned long flags;
542
543         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
544         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
545         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
546 }
547
548 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
549 {
550         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
551         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
552         unsigned long excess = 0;
553
554         if (nr_pages > soft_limit)
555                 excess = nr_pages - soft_limit;
556
557         return excess;
558 }
559
560 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
561 {
562         unsigned long excess;
563         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
564         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
565
566         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
567         /*
568          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
569          * because their event counter is not touched.
570          */
571         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
572                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
573                 excess = soft_limit_excess(memcg);
574                 /*
575                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
576                  * mem is over its softlimit.
577                  */
578                 if (excess || mz->on_tree) {
579                         unsigned long flags;
580
581                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582                         /* if on-tree, remove it */
583                         if (mz->on_tree)
584                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
585                         /*
586                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
587                          * If excess is 0, no tree ops.
588                          */
589                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
590                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
591                 }
592         }
593 }
594
595 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
596 {
597         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
598         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
599         int nid, zid;
600
601         for_each_node(nid) {
602                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
603                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
604                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
605                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
606                 }
607         }
608 }
609
610 static struct mem_cgroup_per_zone *
611 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
612 {
613         struct rb_node *rightmost = NULL;
614         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
615
616 retry:
617         mz = NULL;
618         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
619         if (!rightmost)
620                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
621
622         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
623         /*
624          * Remove the node now but someone else can add it back,
625          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
626          * position in the tree.
627          */
628         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
629         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
630             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
631                 goto retry;
632 done:
633         return mz;
634 }
635
636 static struct mem_cgroup_per_zone *
637 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
638 {
639         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
640
641         spin_lock_irq(&mctz->lock);
642         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
643         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
644         return mz;
645 }
646
647 /*
648  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
649  *
650  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
651  *
652  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
653  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
654  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
655  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
656  *
657  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
658  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
659  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
660  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
661  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
662  *
663  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
664  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
665  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
666  * implemented.
667  */
668 static unsigned long
669 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
670 {
671         long val = 0;
672         int cpu;
673
674         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
675         for_each_possible_cpu(cpu)
676                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
677         /*
678          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
679          * transient negative values.
680          */
681         if (val < 0)
682                 val = 0;
683         return val;
684 }
685
686 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
687                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
688 {
689         unsigned long val = 0;
690         int cpu;
691
692         for_each_possible_cpu(cpu)
693                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
694         return val;
695 }
696
697 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
698                                          struct page *page,
699                                          int nr_pages)
700 {
701         /*
702          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
703          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
704          */
705         if (PageAnon(page))
706                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
707                                 nr_pages);
708         else
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
710                                 nr_pages);
711
712         if (PageTransHuge(page))
713                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
714                                 nr_pages);
715
716         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
717         if (nr_pages > 0)
718                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
719         else {
720                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
721                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
722         }
723
724         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
725 }
726
727 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
728                                                   int nid,
729                                                   unsigned int lru_mask)
730 {
731         unsigned long nr = 0;
732         int zid;
733
734         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
735
736         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
737                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
738                 enum lru_list lru;
739
740                 for_each_lru(lru) {
741                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
742                                 continue;
743                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
744                         nr += mz->lru_size[lru];
745                 }
746         }
747         return nr;
748 }
749
750 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
751                         unsigned int lru_mask)
752 {
753         unsigned long nr = 0;
754         int nid;
755
756         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
757                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
758         return nr;
759 }
760
761 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
762                                        enum mem_cgroup_events_target target)
763 {
764         unsigned long val, next;
765
766         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
767         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
768         /* from time_after() in jiffies.h */
769         if ((long)next - (long)val < 0) {
770                 switch (target) {
771                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
772                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
773                         break;
774                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
775                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
776                         break;
777                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
778                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
779                         break;
780                 default:
781                         break;
782                 }
783                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
784                 return true;
785         }
786         return false;
787 }
788
789 /*
790  * Check events in order.
791  *
792  */
793 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
794 {
795         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
796         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
797                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
798                 bool do_softlimit;
799                 bool do_numainfo __maybe_unused;
800
801                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
802                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
803 #if MAX_NUMNODES > 1
804                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
806 #endif
807                 mem_cgroup_threshold(memcg);
808                 if (unlikely(do_softlimit))
809                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
810 #if MAX_NUMNODES > 1
811                 if (unlikely(do_numainfo))
812                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
813 #endif
814         }
815 }
816
817 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
818 {
819         /*
820          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
821          * if it races with swapoff, page migration, etc.
822          * So this can be called with p == NULL.
823          */
824         if (unlikely(!p))
825                 return NULL;
826
827         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
828 }
829 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
830
831 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
832 {
833         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
834
835         rcu_read_lock();
836         do {
837                 /*
838                  * Page cache insertions can happen withou an
839                  * actual mm context, e.g. during disk probing
840                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
841                  */
842                 if (unlikely(!mm))
843                         memcg = root_mem_cgroup;
844                 else {
845                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
846                         if (unlikely(!memcg))
847                                 memcg = root_mem_cgroup;
848                 }
849         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
850         rcu_read_unlock();
851         return memcg;
852 }
853
854 /**
855  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
856  * @root: hierarchy root
857  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
858  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
859  *
860  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
861  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
862  *
863  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
864  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
865  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
866  *
867  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
868  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
869  * reclaimers operating on the same zone and priority.
870  */
871 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
872                                    struct mem_cgroup *prev,
873                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
874 {
875         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
876         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
877         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
878         struct mem_cgroup *pos = NULL;
879
880         if (mem_cgroup_disabled())
881                 return NULL;
882
883         if (!root)
884                 root = root_mem_cgroup;
885
886         if (prev && !reclaim)
887                 pos = prev;
888
889         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
890                 if (prev)
891                         goto out;
892                 return root;
893         }
894
895         rcu_read_lock();
896
897         if (reclaim) {
898                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
899
900                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
901                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
902
903                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
904                         goto out_unlock;
905
906                 while (1) {
907                         pos = READ_ONCE(iter->position);
908                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
909                                 break;
910                         /*
911                          * css reference reached zero, so iter->position will
912                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
913                          * rely on this happening soon, because ->css_released
914                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
915                          * might block it. So we clear iter->position right
916                          * away.
917                          */
918                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
919                 }
920         }
921
922         if (pos)
923                 css = &pos->css;
924
925         for (;;) {
926                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
927                 if (!css) {
928                         /*
929                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
930                          * new one might jump in right at the end of
931                          * the hierarchy - make sure they see at least
932                          * one group and restart from the beginning.
933                          */
934                         if (!prev)
935                                 continue;
936                         break;
937                 }
938
939                 /*
940                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
941                  * is provided by the caller, so we know it's alive
942                  * and kicking, and don't take an extra reference.
943                  */
944                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
945
946                 if (css == &root->css)
947                         break;
948
949                 if (css_tryget(css)) {
950                         /*
951                          * Make sure the memcg is initialized:
952                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
953                          * initialization against setting the flag.
954                          */
955                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
956                                 break;
957
958                         css_put(css);
959                 }
960
961                 memcg = NULL;
962         }
963
964         if (reclaim) {
965                 /*
966                  * The position could have already been updated by a competing
967                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
968                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
969                  */
970                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
971
972                 if (pos)
973                         css_put(&pos->css);
974
975                 if (!memcg)
976                         iter->generation++;
977                 else if (!prev)
978                         reclaim->generation = iter->generation;
979         }
980
981 out_unlock:
982         rcu_read_unlock();
983 out:
984         if (prev && prev != root)
985                 css_put(&prev->css);
986
987         return memcg;
988 }
989
990 /**
991  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
992  * @root: hierarchy root
993  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
994  */
995 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
996                            struct mem_cgroup *prev)
997 {
998         if (!root)
999                 root = root_mem_cgroup;
1000         if (prev && prev != root)
1001                 css_put(&prev->css);
1002 }
1003
1004 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1005 {
1006         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1007         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1008         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1009         int nid, zid;
1010         int i;
1011
1012         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1013                 for_each_node(nid) {
1014                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1015                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1016                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1017                                         iter = &mz->iter[i];
1018                                         cmpxchg(&iter->position,
1019                                                 dead_memcg, NULL);
1020                                 }
1021                         }
1022                 }
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1028  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1029  * be used for reference counting.
1030  */
1031 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1032         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1033              iter != NULL;                              \
1034              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1035
1036 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1037         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1038              iter != NULL;                              \
1039              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1040
1041 /**
1042  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1043  * @zone: zone of the wanted lruvec
1044  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1045  *
1046  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1047  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1048  * is disabled.
1049  */
1050 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1051                                       struct mem_cgroup *memcg)
1052 {
1053         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1054         struct lruvec *lruvec;
1055
1056         if (mem_cgroup_disabled()) {
1057                 lruvec = &zone->lruvec;
1058                 goto out;
1059         }
1060
1061         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1062         lruvec = &mz->lruvec;
1063 out:
1064         /*
1065          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1066          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1067          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1068          */
1069         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1070                 lruvec->zone = zone;
1071         return lruvec;
1072 }
1073
1074 /**
1075  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1076  * @page: the page
1077  * @zone: zone of the page
1078  *
1079  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1080  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1081  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1082  */
1083 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1084 {
1085         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1086         struct mem_cgroup *memcg;
1087         struct lruvec *lruvec;
1088
1089         if (mem_cgroup_disabled()) {
1090                 lruvec = &zone->lruvec;
1091                 goto out;
1092         }
1093
1094         memcg = page->mem_cgroup;
1095         /*
1096          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1097          * possibly migrated - before they are charged.
1098          */
1099         if (!memcg)
1100                 memcg = root_mem_cgroup;
1101
1102         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1103         lruvec = &mz->lruvec;
1104 out:
1105         /*
1106          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1107          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1108          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1109          */
1110         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1111                 lruvec->zone = zone;
1112         return lruvec;
1113 }
1114
1115 /**
1116  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1117  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1118  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1119  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1120  *
1121  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1122  * lru list.
1123  */
1124 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1125                                 int nr_pages)
1126 {
1127         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1128         unsigned long *lru_size;
1129
1130         if (mem_cgroup_disabled())
1131                 return;
1132
1133         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1134         lru_size = mz->lru_size + lru;
1135         *lru_size += nr_pages;
1136         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1137 }
1138
1139 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1140 {
1141         struct mem_cgroup *task_memcg;
1142         struct task_struct *p;
1143         bool ret;
1144
1145         p = find_lock_task_mm(task);
1146         if (p) {
1147                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1148                 task_unlock(p);
1149         } else {
1150                 /*
1151                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1152                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1153                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1154                  */
1155                 rcu_read_lock();
1156                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1157                 css_get(&task_memcg->css);
1158                 rcu_read_unlock();
1159         }
1160         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1161         css_put(&task_memcg->css);
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1166         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1167
1168 /**
1169  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1170  * @memcg: the memory cgroup
1171  *
1172  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1173  * pages.
1174  */
1175 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1176 {
1177         unsigned long margin = 0;
1178         unsigned long count;
1179         unsigned long limit;
1180
1181         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1182         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1183         if (count < limit)
1184                 margin = limit - count;
1185
1186         if (do_swap_account) {
1187                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1188                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1189                 if (count <= limit)
1190                         margin = min(margin, limit - count);
1191         }
1192
1193         return margin;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1198  *
1199  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1200  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1201  * caused by "move".
1202  */
1203 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1204 {
1205         struct mem_cgroup *from;
1206         struct mem_cgroup *to;
1207         bool ret = false;
1208         /*
1209          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1210          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1211          */
1212         spin_lock(&mc.lock);
1213         from = mc.from;
1214         to = mc.to;
1215         if (!from)
1216                 goto unlock;
1217
1218         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1219                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1220 unlock:
1221         spin_unlock(&mc.lock);
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1226 {
1227         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1228                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1229                         DEFINE_WAIT(wait);
1230                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1231                         /* moving charge context might have finished. */
1232                         if (mc.moving_task)
1233                                 schedule();
1234                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1235                         return true;
1236                 }
1237         }
1238         return false;
1239 }
1240
1241 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1242 /**
1243  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1244  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1245  * @p: Task that is going to be killed
1246  *
1247  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1248  * enabled
1249  */
1250 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1251 {
1252         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1253         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1254         struct mem_cgroup *iter;
1255         unsigned int i;
1256
1257         mutex_lock(&oom_info_lock);
1258         rcu_read_lock();
1259
1260         if (p) {
1261                 pr_info("Task in ");
1262                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1263                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1264         } else {
1265                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1266         }
1267
1268         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1269         pr_cont("\n");
1270
1271         rcu_read_unlock();
1272
1273         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1274                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1275                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1276         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1277                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1278                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1279         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1280                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1281                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1282
1283         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1284                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1285                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1286                 pr_cont(":");
1287
1288                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1289                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1290                                 continue;
1291                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1292                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1293                 }
1294
1295                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1296                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1297                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1298
1299                 pr_cont("\n");
1300         }
1301         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1306  * 1(self count) if no children.
1307  */
1308 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1309 {
1310         int num = 0;
1311         struct mem_cgroup *iter;
1312
1313         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1314                 num++;
1315         return num;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1320  */
1321 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1322 {
1323         unsigned long limit;
1324
1325         limit = memcg->memory.limit;
1326         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1327                 unsigned long memsw_limit;
1328
1329                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1330                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1331         }
1332         return limit;
1333 }
1334
1335 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1336                                      int order)
1337 {
1338         struct oom_control oc = {
1339                 .zonelist = NULL,
1340                 .nodemask = NULL,
1341                 .gfp_mask = gfp_mask,
1342                 .order = order,
1343         };
1344         struct mem_cgroup *iter;
1345         unsigned long chosen_points = 0;
1346         unsigned long totalpages;
1347         unsigned int points = 0;
1348         struct task_struct *chosen = NULL;
1349
1350         mutex_lock(&oom_lock);
1351
1352         /*
1353          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1354          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1355          * quickly exit and free its memory.
1356          */
1357         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1358                 mark_oom_victim(current);
1359                 goto unlock;
1360         }
1361
1362         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1363         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1364         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1365                 struct css_task_iter it;
1366                 struct task_struct *task;
1367
1368                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1369                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1370                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1371                         case OOM_SCAN_SELECT:
1372                                 if (chosen)
1373                                         put_task_struct(chosen);
1374                                 chosen = task;
1375                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1376                                 get_task_struct(chosen);
1377                                 /* fall through */
1378                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1379                                 continue;
1380                         case OOM_SCAN_ABORT:
1381                                 css_task_iter_end(&it);
1382                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1383                                 if (chosen)
1384                                         put_task_struct(chosen);
1385                                 goto unlock;
1386                         case OOM_SCAN_OK:
1387                                 break;
1388                         };
1389                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1390                         if (!points || points < chosen_points)
1391                                 continue;
1392                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1393                         if (points == chosen_points &&
1394                             thread_group_leader(chosen))
1395                                 continue;
1396
1397                         if (chosen)
1398                                 put_task_struct(chosen);
1399                         chosen = task;
1400                         chosen_points = points;
1401                         get_task_struct(chosen);
1402                 }
1403                 css_task_iter_end(&it);
1404         }
1405
1406         if (chosen) {
1407                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1408                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1409                                  "Memory cgroup out of memory");
1410         }
1411 unlock:
1412         mutex_unlock(&oom_lock);
1413 }
1414
1415 #if MAX_NUMNODES > 1
1416
1417 /**
1418  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1419  * @memcg: the target memcg
1420  * @nid: the node ID to be checked.
1421  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1422  *
1423  * This function returns whether the specified memcg contains any
1424  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1425  * pages in the node.
1426  */
1427 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1428                 int nid, bool noswap)
1429 {
1430         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1431                 return true;
1432         if (noswap || !total_swap_pages)
1433                 return false;
1434         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1435                 return true;
1436         return false;
1437
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1442  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1443  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1444  *
1445  */
1446 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1447 {
1448         int nid;
1449         /*
1450          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1451          * pagein/pageout changes since the last update.
1452          */
1453         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1454                 return;
1455         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1456                 return;
1457
1458         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1459         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1460
1461         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1462
1463                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1464                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1465         }
1466
1467         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1468         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1473  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1474  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1475  *
1476  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1477  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1478  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1479  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1480  *
1481  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1482  */
1483 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1484 {
1485         int node;
1486
1487         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1488         node = memcg->last_scanned_node;
1489
1490         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1491         if (node == MAX_NUMNODES)
1492                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1493         /*
1494          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1495          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1496          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1497          * we use curret node.
1498          */
1499         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1500                 node = numa_node_id();
1501
1502         memcg->last_scanned_node = node;
1503         return node;
1504 }
1505 #else
1506 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1507 {
1508         return 0;
1509 }
1510 #endif
1511
1512 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1513                                    struct zone *zone,
1514                                    gfp_t gfp_mask,
1515                                    unsigned long *total_scanned)
1516 {
1517         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1518         int total = 0;
1519         int loop = 0;
1520         unsigned long excess;
1521         unsigned long nr_scanned;
1522         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1523                 .zone = zone,
1524                 .priority = 0,
1525         };
1526
1527         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1528
1529         while (1) {
1530                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1531                 if (!victim) {
1532                         loop++;
1533                         if (loop >= 2) {
1534                                 /*
1535                                  * If we have not been able to reclaim
1536                                  * anything, it might because there are
1537                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1538                                  */
1539                                 if (!total)
1540                                         break;
1541                                 /*
1542                                  * We want to do more targeted reclaim.
1543                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1544                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1545                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1546                                  */
1547                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1548                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1549                                         break;
1550                         }
1551                         continue;
1552                 }
1553                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1554                                                      zone, &nr_scanned);
1555                 *total_scanned += nr_scanned;
1556                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1557                         break;
1558         }
1559         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1560         return total;
1561 }
1562
1563 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1564 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1565         .name = "memcg_oom_lock",
1566 };
1567 #endif
1568
1569 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1570
1571 /*
1572  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1573  * If someone is running, return false.
1574  */
1575 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1576 {
1577         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1578
1579         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1580
1581         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1582                 if (iter->oom_lock) {
1583                         /*
1584                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1585                          * so we cannot give a lock.
1586                          */
1587                         failed = iter;
1588                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1589                         break;
1590                 } else
1591                         iter->oom_lock = true;
1592         }
1593
1594         if (failed) {
1595                 /*
1596                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1597                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1598                  */
1599                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1600                         if (iter == failed) {
1601                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1602                                 break;
1603                         }
1604                         iter->oom_lock = false;
1605                 }
1606         } else
1607                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1608
1609         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1610
1611         return !failed;
1612 }
1613
1614 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         struct mem_cgroup *iter;
1617
1618         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1619         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1620         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1621                 iter->oom_lock = false;
1622         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1623 }
1624
1625 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1626 {
1627         struct mem_cgroup *iter;
1628
1629         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1630         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1631                 iter->under_oom++;
1632         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1633 }
1634
1635 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1636 {
1637         struct mem_cgroup *iter;
1638
1639         /*
1640          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1641          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1642          */
1643         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1644         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1645                 if (iter->under_oom > 0)
1646                         iter->under_oom--;
1647         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1648 }
1649
1650 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1651
1652 struct oom_wait_info {
1653         struct mem_cgroup *memcg;
1654         wait_queue_t    wait;
1655 };
1656
1657 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1658         unsigned mode, int sync, void *arg)
1659 {
1660         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1661         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1662         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1663
1664         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1665         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1666
1667         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1668             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1669                 return 0;
1670         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1671 }
1672
1673 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1674 {
1675         /*
1676          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1677          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1678          * this function is called as a result of userland actions
1679          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1680          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1681          * triggering notification.
1682          */
1683         if (memcg && memcg->under_oom)
1684                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1685 }
1686
1687 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1688 {
1689         if (!current->memcg_may_oom)
1690                 return;
1691         /*
1692          * We are in the middle of the charge context here, so we
1693          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1694          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1695          *
1696          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1697          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1698          * invocation might not even be necessary.
1699          *
1700          * That's why we don't do anything here except remember the
1701          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1702          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1703          * and when we know whether the fault was overall successful.
1704          */
1705         css_get(&memcg->css);
1706         current->memcg_in_oom = memcg;
1707         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1708         current->memcg_oom_order = order;
1709 }
1710
1711 /**
1712  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1713  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1714  *
1715  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1716  * handler was enabled.
1717  *
1718  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1719  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1720  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1721  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1722  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1723  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1724  *
1725  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1726  * completed, %false otherwise.
1727  */
1728 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1729 {
1730         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1731         struct oom_wait_info owait;
1732         bool locked;
1733
1734         /* OOM is global, do not handle */
1735         if (!memcg)
1736                 return false;
1737
1738         if (!handle || oom_killer_disabled)
1739                 goto cleanup;
1740
1741         owait.memcg = memcg;
1742         owait.wait.flags = 0;
1743         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1744         owait.wait.private = current;
1745         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1746
1747         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1748         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1749
1750         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1751
1752         if (locked)
1753                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1754
1755         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1756                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1757                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1758                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1759                                          current->memcg_oom_order);
1760         } else {
1761                 schedule();
1762                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1763                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1764         }
1765
1766         if (locked) {
1767                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1768                 /*
1769                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1770                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1771                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1772                  */
1773                 memcg_oom_recover(memcg);
1774         }
1775 cleanup:
1776         current->memcg_in_oom = NULL;
1777         css_put(&memcg->css);
1778         return true;
1779 }
1780
1781 /**
1782  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1783  * @page: page that is going to change accounted state
1784  *
1785  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1786  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1787  * being moved to another memcg:
1788  *
1789  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1790  *   if (TestClearPageState(page))
1791  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1792  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1793  */
1794 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1795 {
1796         struct mem_cgroup *memcg;
1797         unsigned long flags;
1798
1799         /*
1800          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1801          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1802          * because page moving starts with an RCU grace period.
1803          *
1804          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1805          * the page state that is going to change is the only thing
1806          * preventing the page from being uncharged.
1807          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1808          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1809          * account transaction might be complete.
1810          */
1811         rcu_read_lock();
1812
1813         if (mem_cgroup_disabled())
1814                 return NULL;
1815 again:
1816         memcg = page->mem_cgroup;
1817         if (unlikely(!memcg))
1818                 return NULL;
1819
1820         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1821                 return memcg;
1822
1823         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1824         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1825                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1826                 goto again;
1827         }
1828
1829         /*
1830          * When charge migration first begins, we can have locked and
1831          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1832          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1833          */
1834         memcg->move_lock_task = current;
1835         memcg->move_lock_flags = flags;
1836
1837         return memcg;
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1840
1841 /**
1842  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1843  * @memcg: the memcg that was accounted against
1844  */
1845 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1846 {
1847         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1848                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1849
1850                 memcg->move_lock_task = NULL;
1851                 memcg->move_lock_flags = 0;
1852
1853                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1854         }
1855
1856         rcu_read_unlock();
1857 }
1858 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1859
1860 /*
1861  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1862  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1863  */
1864 #define CHARGE_BATCH    32U
1865 struct memcg_stock_pcp {
1866         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1867         unsigned int nr_pages;
1868         struct work_struct work;
1869         unsigned long flags;
1870 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1871 };
1872 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1873 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1874
1875 /**
1876  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1877  * @memcg: memcg to consume from.
1878  * @nr_pages: how many pages to charge.
1879  *
1880  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1881  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1882  * service an allocation will refill the stock.
1883  *
1884  * returns true if successful, false otherwise.
1885  */
1886 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1887 {
1888         struct memcg_stock_pcp *stock;
1889         bool ret = false;
1890
1891         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1892                 return ret;
1893
1894         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1895         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1896                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1897                 ret = true;
1898         }
1899         put_cpu_var(memcg_stock);
1900         return ret;
1901 }
1902
1903 /*
1904  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1905  */
1906 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1907 {
1908         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1909
1910         if (stock->nr_pages) {
1911                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1912                 if (do_swap_account)
1913                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1914                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1915                 stock->nr_pages = 0;
1916         }
1917         stock->cached = NULL;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1922  * a thread which is pinned to local cpu.
1923  */
1924 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1925 {
1926         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1927         drain_stock(stock);
1928         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1929 }
1930
1931 /*
1932  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1933  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1934  */
1935 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1936 {
1937         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1938
1939         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1940                 drain_stock(stock);
1941                 stock->cached = memcg;
1942         }
1943         stock->nr_pages += nr_pages;
1944         put_cpu_var(memcg_stock);
1945 }
1946
1947 /*
1948  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1949  * of the hierarchy under it.
1950  */
1951 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1952 {
1953         int cpu, curcpu;
1954
1955         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1956         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1957                 return;
1958         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1959         get_online_cpus();
1960         curcpu = get_cpu();
1961         for_each_online_cpu(cpu) {
1962                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1963                 struct mem_cgroup *memcg;
1964
1965                 memcg = stock->cached;
1966                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1967                         continue;
1968                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1969                         continue;
1970                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1971                         if (cpu == curcpu)
1972                                 drain_local_stock(&stock->work);
1973                         else
1974                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1975                 }
1976         }
1977         put_cpu();
1978         put_online_cpus();
1979         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1980 }
1981
1982 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1983                                         unsigned long action,
1984                                         void *hcpu)
1985 {
1986         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1987         struct memcg_stock_pcp *stock;
1988
1989         if (action == CPU_ONLINE)
1990                 return NOTIFY_OK;
1991
1992         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1993                 return NOTIFY_OK;
1994
1995         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1996         drain_stock(stock);
1997         return NOTIFY_OK;
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2002  * and reclaims memory over the high limit.
2003  */
2004 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2005 {
2006         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2007         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2008
2009         if (likely(!nr_pages))
2010                 return;
2011
2012         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2013
2014         do {
2015                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2016                         continue;
2017                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2018                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2019         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2020
2021         css_put(&memcg->css);
2022         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2023 }
2024
2025 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2026                       unsigned int nr_pages)
2027 {
2028         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2029         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2030         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2031         struct page_counter *counter;
2032         unsigned long nr_reclaimed;
2033         bool may_swap = true;
2034         bool drained = false;
2035
2036         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2037                 return 0;
2038 retry:
2039         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2040                 return 0;
2041
2042         if (!do_swap_account ||
2043             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2044                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2045                         goto done_restock;
2046                 if (do_swap_account)
2047                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2048                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2049         } else {
2050                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2051                 may_swap = false;
2052         }
2053
2054         if (batch > nr_pages) {
2055                 batch = nr_pages;
2056                 goto retry;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2061          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2062          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2063          * free their memory.
2064          */
2065         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2066                      fatal_signal_pending(current) ||
2067                      current->flags & PF_EXITING))
2068                 goto force;
2069
2070         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2071                 goto nomem;
2072
2073         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2074                 goto nomem;
2075
2076         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2077
2078         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2079                                                     gfp_mask, may_swap);
2080
2081         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2082                 goto retry;
2083
2084         if (!drained) {
2085                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2086                 drained = true;
2087                 goto retry;
2088         }
2089
2090         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2091                 goto nomem;
2092         /*
2093          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2094          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2095          * before killing the task.
2096          *
2097          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2098          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2099          * to regular pages anyway in case of failure.
2100          */
2101         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2102                 goto retry;
2103         /*
2104          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2105          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2106          */
2107         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2108                 goto retry;
2109
2110         if (nr_retries--)
2111                 goto retry;
2112
2113         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2114                 goto force;
2115
2116         if (fatal_signal_pending(current))
2117                 goto force;
2118
2119         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2120
2121         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2122                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2123 nomem:
2124         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2125                 return -ENOMEM;
2126 force:
2127         /*
2128          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2129          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2130          * temporarily by force charging it.
2131          */
2132         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2133         if (do_swap_account)
2134                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2135         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2136
2137         return 0;
2138
2139 done_restock:
2140         css_get_many(&memcg->css, batch);
2141         if (batch > nr_pages)
2142                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2143
2144         /*
2145          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2146          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2147          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2148          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2149          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2150          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2151          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2152          */
2153         do {
2154                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2155                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2156                         set_notify_resume(current);
2157                         break;
2158                 }
2159         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2160
2161         return 0;
2162 }
2163
2164 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2165 {
2166         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2167                 return;
2168
2169         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2170         if (do_swap_account)
2171                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2172
2173         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2174 }
2175
2176 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2177 {
2178         struct zone *zone = page_zone(page);
2179
2180         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2181         if (PageLRU(page)) {
2182                 struct lruvec *lruvec;
2183
2184                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2185                 ClearPageLRU(page);
2186                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2187                 *isolated = 1;
2188         } else
2189                 *isolated = 0;
2190 }
2191
2192 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2193 {
2194         struct zone *zone = page_zone(page);
2195
2196         if (isolated) {
2197                 struct lruvec *lruvec;
2198
2199                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2200                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2201                 SetPageLRU(page);
2202                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2203         }
2204         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2205 }
2206
2207 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2208                           bool lrucare)
2209 {
2210         int isolated;
2211
2212         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2213
2214         /*
2215          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2216          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2217          */
2218         if (lrucare)
2219                 lock_page_lru(page, &isolated);
2220
2221         /*
2222          * Nobody should be changing or seriously looking at
2223          * page->mem_cgroup at this point:
2224          *
2225          * - the page is uncharged
2226          *
2227          * - the page is off-LRU
2228          *
2229          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2230          *   a locked page table
2231          *
2232          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2233          *   have the page locked
2234          */
2235         page->mem_cgroup = memcg;
2236
2237         if (lrucare)
2238                 unlock_page_lru(page, isolated);
2239 }
2240
2241 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2242 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2243 {
2244         int id, size;
2245         int err;
2246
2247         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2248                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2249         if (id < 0)
2250                 return id;
2251
2252         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2253                 return id;
2254
2255         /*
2256          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2257          * so we have to grow them.
2258          */
2259         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2260
2261         size = 2 * (id + 1);
2262         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2263                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2264         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2265                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2266
2267         err = memcg_update_all_caches(size);
2268         if (!err)
2269                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2270         if (!err)
2271                 memcg_nr_cache_ids = size;
2272
2273         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2274
2275         if (err) {
2276                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2277                 return err;
2278         }
2279         return id;
2280 }
2281
2282 static void memcg_free_cache_id(int id)
2283 {
2284         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2285 }
2286
2287 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2288         struct mem_cgroup *memcg;
2289         struct kmem_cache *cachep;
2290         struct work_struct work;
2291 };
2292
2293 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2294 {
2295         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2296                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2297         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2298         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2299
2300         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2301
2302         css_put(&memcg->css);
2303         kfree(cw);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2308  */
2309 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2310                                                struct kmem_cache *cachep)
2311 {
2312         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2313
2314         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2315         if (!cw)
2316                 return;
2317
2318         css_get(&memcg->css);
2319
2320         cw->memcg = memcg;
2321         cw->cachep = cachep;
2322         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2323
2324         schedule_work(&cw->work);
2325 }
2326
2327 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2328                                              struct kmem_cache *cachep)
2329 {
2330         /*
2331          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2332          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2333          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2334          *
2335          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2336          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2337          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2338          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2339          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2340          */
2341         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2342         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2343         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2348  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2349  *
2350  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2351  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2352  * in a workqueue.
2353  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2354  * the original cache.
2355  *
2356  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2357  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2358  */
2359 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2360 {
2361         struct mem_cgroup *memcg;
2362         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2363         int kmemcg_id;
2364
2365         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2366
2367         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2368                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2369
2370         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2371                 return cachep;
2372
2373         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2374                 return cachep;
2375
2376         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2377         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2378         if (kmemcg_id < 0)
2379                 goto out;
2380
2381         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2382         if (likely(memcg_cachep))
2383                 return memcg_cachep;
2384
2385         /*
2386          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2387          * context), we could be be predictable and return right away.
2388          * This would guarantee that the allocation being performed
2389          * already belongs in the new cache.
2390          *
2391          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2392          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2393          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2394          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2395          * defer everything.
2396          */
2397         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2398 out:
2399         css_put(&memcg->css);
2400         return cachep;
2401 }
2402
2403 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2404 {
2405         if (!is_root_cache(cachep))
2406                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2407 }
2408
2409 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2410                               struct mem_cgroup *memcg)
2411 {
2412         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2413         struct page_counter *counter;
2414         int ret;
2415
2416         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2417                 return 0;
2418
2419         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2420                 return -ENOMEM;
2421
2422         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2423         if (ret) {
2424                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2425                 return ret;
2426         }
2427
2428         page->mem_cgroup = memcg;
2429
2430         return 0;
2431 }
2432
2433 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2434 {
2435         struct mem_cgroup *memcg;
2436         int ret;
2437
2438         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2439         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2440         css_put(&memcg->css);
2441         return ret;
2442 }
2443
2444 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2445 {
2446         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2447         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2448
2449         if (!memcg)
2450                 return;
2451
2452         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2453
2454         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2455         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2456         if (do_swap_account)
2457                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2458
2459         page->mem_cgroup = NULL;
2460         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2461 }
2462 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2463
2464 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2465
2466 /*
2467  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2468  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2469  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2470  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2471  */
2472 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2473 {
2474         int i;
2475
2476         if (mem_cgroup_disabled())
2477                 return;
2478
2479         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2480                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2481
2482         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2483                        HPAGE_PMD_NR);
2484 }
2485 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2486
2487 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2488 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2489                                          bool charge)
2490 {
2491         int val = (charge) ? 1 : -1;
2492         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2493 }
2494
2495 /**
2496  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2497  * @entry: swap entry to be moved
2498  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2499  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2500  *
2501  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2502  * as the mem_cgroup's id of @from.
2503  *
2504  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2505  *
2506  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2507  * both res and memsw, and called css_get().
2508  */
2509 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2510                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2511 {
2512         unsigned short old_id, new_id;
2513
2514         old_id = mem_cgroup_id(from);
2515         new_id = mem_cgroup_id(to);
2516
2517         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2518                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2519                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2520                 return 0;
2521         }
2522         return -EINVAL;
2523 }
2524 #else
2525 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2526                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2527 {
2528         return -EINVAL;
2529 }
2530 #endif
2531
2532 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2533
2534 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2535                                    unsigned long limit)
2536 {
2537         unsigned long curusage;
2538         unsigned long oldusage;
2539         bool enlarge = false;
2540         int retry_count;
2541         int ret;
2542
2543         /*
2544          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2545          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2546          * of # of children which we should visit in this loop.
2547          */
2548         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2549                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2550
2551         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2552
2553         do {
2554                 if (signal_pending(current)) {
2555                         ret = -EINTR;
2556                         break;
2557                 }
2558
2559                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2560                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2561                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2562                         ret = -EINVAL;
2563                         break;
2564                 }
2565                 if (limit > memcg->memory.limit)
2566                         enlarge = true;
2567                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2568                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2569
2570                 if (!ret)
2571                         break;
2572
2573                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2574
2575                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2576                 /* Usage is reduced ? */
2577                 if (curusage >= oldusage)
2578                         retry_count--;
2579                 else
2580                         oldusage = curusage;
2581         } while (retry_count);
2582
2583         if (!ret && enlarge)
2584                 memcg_oom_recover(memcg);
2585
2586         return ret;
2587 }
2588
2589 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2590                                          unsigned long limit)
2591 {
2592         unsigned long curusage;
2593         unsigned long oldusage;
2594         bool enlarge = false;
2595         int retry_count;
2596         int ret;
2597
2598         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2599         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2600                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2601
2602         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2603
2604         do {
2605                 if (signal_pending(current)) {
2606                         ret = -EINTR;
2607                         break;
2608                 }
2609
2610                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2611                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2612                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2613                         ret = -EINVAL;
2614                         break;
2615                 }
2616                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2617                         enlarge = true;
2618                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2619                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2620
2621                 if (!ret)
2622                         break;
2623
2624                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2625
2626                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2627                 /* Usage is reduced ? */
2628                 if (curusage >= oldusage)
2629                         retry_count--;
2630                 else
2631                         oldusage = curusage;
2632         } while (retry_count);
2633
2634         if (!ret && enlarge)
2635                 memcg_oom_recover(memcg);
2636
2637         return ret;
2638 }
2639
2640 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2641                                             gfp_t gfp_mask,
2642                                             unsigned long *total_scanned)
2643 {
2644         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2645         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2646         unsigned long reclaimed;
2647         int loop = 0;
2648         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2649         unsigned long excess;
2650         unsigned long nr_scanned;
2651
2652         if (order > 0)
2653                 return 0;
2654
2655         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2656         /*
2657          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2658          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2659          * pressure
2660          */
2661         do {
2662                 if (next_mz)
2663                         mz = next_mz;
2664                 else
2665                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2666                 if (!mz)
2667                         break;
2668
2669                 nr_scanned = 0;
2670                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2671                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2672                 nr_reclaimed += reclaimed;
2673                 *total_scanned += nr_scanned;
2674                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2675                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2676
2677                 /*
2678                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2679                  * it is time to move on to the next cgroup
2680                  */
2681                 next_mz = NULL;
2682                 if (!reclaimed)
2683                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2684
2685                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2686                 /*
2687                  * One school of thought says that we should not add
2688                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2689                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2690                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2691                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2692                  * term TODO.
2693                  */
2694                 /* If excess == 0, no tree ops */
2695                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2696                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2697                 css_put(&mz->memcg->css);
2698                 loop++;
2699                 /*
2700                  * Could not reclaim anything and there are no more
2701                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2702                  * reclaiming anything.
2703                  */
2704                 if (!nr_reclaimed &&
2705                         (next_mz == NULL ||
2706                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2707                         break;
2708         } while (!nr_reclaimed);
2709         if (next_mz)
2710                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2711         return nr_reclaimed;
2712 }
2713
2714 /*
2715  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2716  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2717  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2718  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2719  */
2720 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2721 {
2722         bool ret;
2723
2724         /*
2725          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2726          * it prevents a new child from being initialized based on this
2727          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2728          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2729          */
2730         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2731
2732         rcu_read_lock();
2733         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2734         rcu_read_unlock();
2735         return ret;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2740  * the rest to the parent.
2741  *
2742  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2743  */
2744 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2745 {
2746         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2747
2748         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2749         lru_add_drain_all();
2750         /* try to free all pages in this cgroup */
2751         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2752                 int progress;
2753
2754                 if (signal_pending(current))
2755                         return -EINTR;
2756
2757                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2758                                                         GFP_KERNEL, true);
2759                 if (!progress) {
2760                         nr_retries--;
2761                         /* maybe some writeback is necessary */
2762                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2763                 }
2764
2765         }
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2771                                             char *buf, size_t nbytes,
2772                                             loff_t off)
2773 {
2774         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2775
2776         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2777                 return -EINVAL;
2778         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2779 }
2780
2781 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2782                                      struct cftype *cft)
2783 {
2784         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2785 }
2786
2787 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2788                                       struct cftype *cft, u64 val)
2789 {
2790         int retval = 0;
2791         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2792         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2793
2794         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2795
2796         if (memcg->use_hierarchy == val)
2797                 goto out;
2798
2799         /*
2800          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2801          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2802          * occur, provided the current cgroup has no children.
2803          *
2804          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2805          * set if there are no children.
2806          */
2807         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2808                                 (val == 1 || val == 0)) {
2809                 if (!memcg_has_children(memcg))
2810                         memcg->use_hierarchy = val;
2811                 else
2812                         retval = -EBUSY;
2813         } else
2814                 retval = -EINVAL;
2815
2816 out:
2817         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2818
2819         return retval;
2820 }
2821
2822 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2823                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2824 {
2825         struct mem_cgroup *iter;
2826         unsigned long val = 0;
2827
2828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2829                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2830
2831         return val;
2832 }
2833
2834 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2835 {
2836         unsigned long val;
2837
2838         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2839                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2840                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2841                 if (swap)
2842                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2843         } else {
2844                 if (!swap)
2845                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2846                 else
2847                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2848         }
2849         return val;
2850 }
2851
2852 enum {
2853         RES_USAGE,
2854         RES_LIMIT,
2855         RES_MAX_USAGE,
2856         RES_FAILCNT,
2857         RES_SOFT_LIMIT,
2858 };
2859
2860 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2861                                struct cftype *cft)
2862 {
2863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2864         struct page_counter *counter;
2865
2866         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2867         case _MEM:
2868                 counter = &memcg->memory;
2869                 break;
2870         case _MEMSWAP:
2871                 counter = &memcg->memsw;
2872                 break;
2873         case _KMEM:
2874                 counter = &memcg->kmem;
2875                 break;
2876         default:
2877                 BUG();
2878         }
2879
2880         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2881         case RES_USAGE:
2882                 if (counter == &memcg->memory)
2883                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2884                 if (counter == &memcg->memsw)
2885                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2886                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2887         case RES_LIMIT:
2888                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2889         case RES_MAX_USAGE:
2890                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2891         case RES_FAILCNT:
2892                 return counter->failcnt;
2893         case RES_SOFT_LIMIT:
2894                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2895         default:
2896                 BUG();
2897         }
2898 }
2899
2900 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2901 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2902                                unsigned long nr_pages)
2903 {
2904         int err = 0;
2905         int memcg_id;
2906
2907         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2908         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2909         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2910
2911         /*
2912          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2913          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2914          * already joined.
2915          *
2916          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2917          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2918          * place, which makes the value quite meaningless.
2919          *
2920          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2921          * of course permitted.
2922          */
2923         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2924         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2925             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2926                 err = -EBUSY;
2927         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2928         if (err)
2929                 goto out;
2930
2931         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2932         if (memcg_id < 0) {
2933                 err = memcg_id;
2934                 goto out;
2935         }
2936
2937         /*
2938          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2939          * activated yet, so this should succeed.
2940          */
2941         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2942         VM_BUG_ON(err);
2943
2944         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2945         /*
2946          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2947          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2948          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2949          * patched.
2950          */
2951         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2952         memcg->kmem_acct_activated = true;
2953         memcg->kmem_acct_active = true;
2954 out:
2955         return err;
2956 }
2957
2958 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2959                                    unsigned long limit)
2960 {
2961         int ret;
2962
2963         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2964         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2965                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2966         else
2967                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2968         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2969         return ret;
2970 }
2971
2972 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2973 {
2974         int ret = 0;
2975         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2976
2977         if (!parent)
2978                 return 0;
2979
2980         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2981         /*
2982          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2983          * after this point, because it has at least one child already.
2984          */
2985         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2986                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2987         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2988         return ret;
2989 }
2990 #else
2991 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2992                                    unsigned long limit)
2993 {
2994         return -EINVAL;
2995 }
2996 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2997
2998 /*
2999  * The user of this function is...
3000  * RES_LIMIT.
3001  */
3002 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3003                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3004 {
3005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3006         unsigned long nr_pages;
3007         int ret;
3008
3009         buf = strstrip(buf);
3010         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3011         if (ret)
3012                 return ret;
3013
3014         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3015         case RES_LIMIT:
3016                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3017                         ret = -EINVAL;
3018                         break;
3019                 }
3020                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3021                 case _MEM:
3022                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3023                         break;
3024                 case _MEMSWAP:
3025                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3026                         break;
3027                 case _KMEM:
3028                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3029                         break;
3030                 }
3031                 break;
3032         case RES_SOFT_LIMIT:
3033                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3034                 ret = 0;
3035                 break;
3036         }
3037         return ret ?: nbytes;
3038 }
3039
3040 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3041                                 size_t nbytes, loff_t off)
3042 {
3043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3044         struct page_counter *counter;
3045
3046         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3047         case _MEM:
3048                 counter = &memcg->memory;
3049                 break;
3050         case _MEMSWAP:
3051                 counter = &memcg->memsw;
3052                 break;
3053         case _KMEM:
3054                 counter = &memcg->kmem;
3055                 break;
3056         default:
3057                 BUG();
3058         }
3059
3060         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3061         case RES_MAX_USAGE:
3062                 page_counter_reset_watermark(counter);
3063                 break;
3064         case RES_FAILCNT:
3065                 counter->failcnt = 0;
3066                 break;
3067         default:
3068                 BUG();
3069         }
3070
3071         return nbytes;
3072 }
3073
3074 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3075                                         struct cftype *cft)
3076 {
3077         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3078 }
3079
3080 #ifdef CONFIG_MMU
3081 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3082                                         struct cftype *cft, u64 val)
3083 {
3084         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3085
3086         if (val & ~MOVE_MASK)
3087                 return -EINVAL;
3088
3089         /*
3090          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3091          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3092          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3093          * affect task migrations starting after the change.
3094          */
3095         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3096         return 0;
3097 }
3098 #else
3099 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3100                                         struct cftype *cft, u64 val)
3101 {
3102         return -ENOSYS;
3103 }
3104 #endif
3105
3106 #ifdef CONFIG_NUMA
3107 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3108 {
3109         struct numa_stat {
3110                 const char *name;
3111                 unsigned int lru_mask;
3112         };
3113
3114         static const struct numa_stat stats[] = {
3115                 { "total", LRU_ALL },
3116                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3117                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3118                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3119         };
3120         const struct numa_stat *stat;
3121         int nid;
3122         unsigned long nr;
3123         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3124
3125         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3126                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3127                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3128                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3129                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3130                                                           stat->lru_mask);
3131                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3132                 }
3133                 seq_putc(m, '\n');
3134         }
3135
3136         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3137                 struct mem_cgroup *iter;
3138
3139                 nr = 0;
3140                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3141                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3142                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3143                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3144                         nr = 0;
3145                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3146                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3147                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3148                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3149                 }
3150                 seq_putc(m, '\n');
3151         }
3152
3153         return 0;
3154 }
3155 #endif /* CONFIG_NUMA */
3156
3157 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3158 {
3159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3160         unsigned long memory, memsw;
3161         struct mem_cgroup *mi;
3162         unsigned int i;
3163
3164         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3165                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3166         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3167                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3168         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3169
3170         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3171                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3172                         continue;
3173                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3174                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3175         }
3176
3177         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3178                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3179                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3180
3181         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3182                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3183                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3184
3185         /* Hierarchical information */
3186         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3187         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3188                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3189                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3190         }
3191         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3192                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3193         if (do_swap_account)
3194                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3195                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3196
3197         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3198                 unsigned long long val = 0;
3199
3200                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3201                         continue;
3202                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3203                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3204                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3205         }
3206
3207         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3208                 unsigned long long val = 0;
3209
3210                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3211                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3212                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3213                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3214         }
3215
3216         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3217                 unsigned long long val = 0;
3218
3219                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3220                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3221                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3222         }
3223
3224 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3225         {
3226                 int nid, zid;
3227                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3228                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3229                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3230                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3231
3232                 for_each_online_node(nid)
3233                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3234                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3235                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3236
3237                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3238                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3239                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3240                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3241                         }
3242                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3243                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3244                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3245                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3246         }
3247 #endif
3248
3249         return 0;
3250 }
3251
3252 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3253                                       struct cftype *cft)
3254 {
3255         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3256
3257         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3258 }
3259
3260 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3261                                        struct cftype *cft, u64 val)
3262 {
3263         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3264
3265         if (val > 100)
3266                 return -EINVAL;
3267
3268         if (css->parent)
3269                 memcg->swappiness = val;
3270         else
3271                 vm_swappiness = val;
3272
3273         return 0;
3274 }
3275
3276 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3277 {
3278         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3279         unsigned long usage;
3280         int i;
3281
3282         rcu_read_lock();
3283         if (!swap)
3284                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3285         else
3286                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3287
3288         if (!t)
3289                 goto unlock;
3290
3291         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3292
3293         /*
3294          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3295          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3296          * call of __mem_cgroup_threshold().
3297          */
3298         i = t->current_threshold;
3299
3300         /*
3301          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3302          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3303          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3304          * only one element of the array here.
3305          */
3306         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3307                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3308
3309         /* i = current_threshold + 1 */
3310         i++;
3311
3312         /*
3313          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3314          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3315          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3316          * only one element of the array here.
3317          */
3318         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3319                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3320
3321         /* Update current_threshold */
3322         t->current_threshold = i - 1;
3323 unlock:
3324         rcu_read_unlock();
3325 }
3326
3327 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3328 {
3329         while (memcg) {
3330                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3331                 if (do_swap_account)
3332                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3333
3334                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3335         }
3336 }
3337
3338 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3339 {
3340         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3341         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3342
3343         if (_a->threshold > _b->threshold)
3344                 return 1;
3345
3346         if (_a->threshold < _b->threshold)
3347                 return -1;
3348
3349         return 0;
3350 }
3351
3352 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3353 {
3354         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3355
3356         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3357
3358         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3359                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3360
3361         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3362         return 0;
3363 }
3364
3365 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3366 {
3367         struct mem_cgroup *iter;
3368
3369         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3370                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3371 }
3372
3373 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3374         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3375 {
3376         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3377         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3378         unsigned long threshold;
3379         unsigned long usage;
3380         int i, size, ret;
3381
3382         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3383         if (ret)
3384                 return ret;
3385
3386         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3387
3388         if (type == _MEM) {
3389                 thresholds = &memcg->thresholds;
3390                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3391         } else if (type == _MEMSWAP) {
3392                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3393                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3394         } else
3395                 BUG();
3396
3397         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3398         if (thresholds->primary)
3399                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3400
3401         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3402
3403         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3404         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3405                         GFP_KERNEL);
3406         if (!new) {
3407                 ret = -ENOMEM;
3408                 goto unlock;
3409         }
3410         new->size = size;
3411
3412         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3413         if (thresholds->primary) {
3414                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3415                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3416         }
3417
3418         /* Add new threshold */
3419         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3420         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3421
3422         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3423         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3424                         compare_thresholds, NULL);
3425
3426         /* Find current threshold */
3427         new->current_threshold = -1;
3428         for (i = 0; i < size; i++) {
3429                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3430                         /*
3431                          * new->current_threshold will not be used until
3432                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3433                          * it here.
3434                          */
3435                         ++new->current_threshold;
3436                 } else
3437                         break;
3438         }
3439
3440         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3441         kfree(thresholds->spare);
3442         thresholds->spare = thresholds->primary;
3443
3444         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3445
3446         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3447         synchronize_rcu();
3448
3449 unlock:
3450         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3451
3452         return ret;
3453 }
3454
3455 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3456         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3457 {
3458         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3459 }
3460
3461 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3462         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3463 {
3464         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3465 }
3466
3467 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3468         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3469 {
3470         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3471         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3472         unsigned long usage;
3473         int i, j, size;
3474
3475         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3476
3477         if (type == _MEM) {
3478                 thresholds = &memcg->thresholds;
3479                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3480         } else if (type == _MEMSWAP) {
3481                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3482                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3483         } else
3484                 BUG();
3485
3486         if (!thresholds->primary)
3487                 goto unlock;
3488
3489         /* Check if a threshold crossed before removing */
3490         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3491
3492         /* Calculate new number of threshold */
3493         size = 0;
3494         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3495                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3496                         size++;
3497         }
3498
3499         new = thresholds->spare;
3500
3501         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3502         if (!size) {
3503                 kfree(new);
3504                 new = NULL;
3505                 goto swap_buffers;
3506         }
3507
3508         new->size = size;
3509
3510         /* Copy thresholds and find current threshold */
3511         new->current_threshold = -1;
3512         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3513                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3514                         continue;
3515
3516                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3517                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3518                         /*
3519                          * new->current_threshold will not be used
3520                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3521                          * it here.
3522                          */
3523                         ++new->current_threshold;
3524                 }
3525                 j++;
3526         }
3527
3528 swap_buffers:
3529         /* Swap primary and spare array */
3530         thresholds->spare = thresholds->primary;
3531         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3532         if (!new) {
3533                 kfree(thresholds->spare);
3534                 thresholds->spare = NULL;
3535         }
3536
3537         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3538
3539         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3540         synchronize_rcu();
3541 unlock:
3542         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3543 }
3544
3545 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3546         struct eventfd_ctx *eventfd)
3547 {
3548         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3549 }
3550
3551 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3552         struct eventfd_ctx *eventfd)
3553 {
3554         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3555 }
3556
3557 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3558         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3559 {
3560         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3561
3562         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3563         if (!event)
3564                 return -ENOMEM;
3565
3566         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3567
3568         event->eventfd = eventfd;
3569         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3570
3571         /* already in OOM ? */
3572         if (memcg->under_oom)
3573                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3574         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3575
3576         return 0;
3577 }
3578
3579 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3580         struct eventfd_ctx *eventfd)
3581 {
3582         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3583
3584         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3585
3586         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3587                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3588                         list_del(&ev->list);
3589                         kfree(ev);
3590                 }
3591         }
3592
3593         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3594 }
3595
3596 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3597 {
3598         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3599
3600         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3601         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3602         return 0;
3603 }
3604
3605 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3606         struct cftype *cft, u64 val)
3607 {
3608         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3609
3610         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3611         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3612                 return -EINVAL;
3613
3614         memcg->oom_kill_disable = val;
3615         if (!val)
3616                 memcg_oom_recover(memcg);
3617
3618         return 0;
3619 }
3620
3621 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3622 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3623 {
3624         int ret;
3625
3626         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3627         if (ret)
3628                 return ret;
3629
3630         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3631 }
3632
3633 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3634 {
3635         struct cgroup_subsys_state *css;
3636         struct mem_cgroup *parent, *child;
3637         int kmemcg_id;
3638
3639         if (!memcg->kmem_acct_active)
3640                 return;
3641
3642         /*
3643          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3644          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3645          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3646          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3647          */
3648         memcg->kmem_acct_active = false;
3649
3650         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3651
3652         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3653         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3654
3655         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3656         if (!parent)
3657                 parent = root_mem_cgroup;
3658
3659         /*
3660          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3661          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3662          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3663          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3664          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3665          * memcg_drain_all_list_lrus().
3666          */
3667         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3668                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3669                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3670                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3671                 if (!memcg->use_hierarchy)
3672                         break;
3673         }
3674         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3675
3676         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3677 }
3678
3679 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3680 {
3681         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3682                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3683                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3684                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3685         }
3686         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3687 }
3688 #else
3689 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3690 {
3691         return 0;
3692 }
3693
3694 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3695 {
3696 }
3697
3698 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3699 {
3700 }
3701 #endif
3702
3703 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3704
3705 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3706 {
3707         return &memcg->cgwb_list;
3708 }
3709
3710 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3711 {
3712         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3713 }
3714
3715 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3716 {
3717         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3718 }
3719
3720 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3723 }
3724
3725 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3726 {
3727         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3728
3729         if (!memcg->css.parent)
3730                 return NULL;
3731
3732         return &memcg->cgwb_domain;
3733 }
3734
3735 /**
3736  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3737  * @wb: bdi_writeback in question
3738  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3739  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3740  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3741  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3742  *
3743  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3744  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3745  * is a bit more involved.
3746  *
3747  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3748  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3749  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3750  * available memory in the system.  The caller should further cap
3751  * *@pheadroom accordingly.
3752  */
3753 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3754                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3755                          unsigned long *pwriteback)
3756 {
3757         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3758         struct mem_cgroup *parent;
3759
3760         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3761
3762         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3763         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3764         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3765                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3766         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3767
3768         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3769                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3770                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3771
3772                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3773                 memcg = parent;
3774         }
3775 }
3776
3777 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3778
3779 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3780 {
3781         return 0;
3782 }
3783
3784 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3785 {
3786 }
3787
3788 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3789 {
3790 }
3791
3792 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3793
3794 /*
3795  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3796  *
3797  * "cgroup.event_control" implementation.
3798  *
3799  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3800  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3801  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3802  *
3803  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3804  * possible.
3805  */
3806
3807 /*
3808  * Unregister event and free resources.
3809  *
3810  * Gets called from workqueue.
3811  */
3812 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3813 {
3814         struct mem_cgroup_event *event =
3815                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3816         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3817
3818         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3819
3820         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3821
3822         /* Notify userspace the event is going away. */
3823         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3824
3825         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3826         kfree(event);
3827         css_put(&memcg->css);
3828 }
3829
3830 /*
3831  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3832  *
3833  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3834  */
3835 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3836                             int sync, void *key)
3837 {
3838         struct mem_cgroup_event *event =
3839                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3840         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3841         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3842
3843         if (flags & POLLHUP) {
3844                 /*
3845                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3846                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3847                  * for us.
3848                  *
3849                  * We can't race against event freeing since the other
3850                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3851                  * which we hold.
3852                  */
3853                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3854                 if (!list_empty(&event->list)) {
3855                         list_del_init(&event->list);
3856                         /*
3857                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3858                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3859                          */
3860                         schedule_work(&event->remove);
3861                 }
3862                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3863         }
3864
3865         return 0;
3866 }
3867
3868 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3869                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3870 {
3871         struct mem_cgroup_event *event =
3872                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3873
3874         event->wqh = wqh;
3875         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3876 }
3877
3878 /*
3879  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3880  *
3881  * Parse input and register new cgroup event handler.
3882  *
3883  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3884  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3885  */
3886 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3887                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3888 {
3889         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3890         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3891         struct mem_cgroup_event *event;
3892         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3893         unsigned int efd, cfd;
3894         struct fd efile;
3895         struct fd cfile;
3896         const char *name;
3897         char *endp;
3898         int ret;
3899
3900         buf = strstrip(buf);
3901
3902         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3903         if (*endp != ' ')
3904                 return -EINVAL;
3905         buf = endp + 1;
3906
3907         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3908         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3909                 return -EINVAL;
3910         buf = endp + 1;
3911
3912         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3913         if (!event)
3914                 return -ENOMEM;
3915
3916         event->memcg = memcg;
3917         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3918         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3919         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3920         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3921
3922         efile = fdget(efd);
3923         if (!efile.file) {
3924                 ret = -EBADF;
3925                 goto out_kfree;
3926         }
3927
3928         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3929         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3930                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3931                 goto out_put_efile;
3932         }
3933
3934         cfile = fdget(cfd);
3935         if (!cfile.file) {
3936                 ret = -EBADF;
3937                 goto out_put_eventfd;
3938         }
3939
3940         /* the process need read permission on control file */
3941         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3942         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3943         if (ret < 0)
3944                 goto out_put_cfile;
3945
3946         /*
3947          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3948          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3949          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3950          * is for compatibility anyway.
3951          *
3952          * DO NOT ADD NEW FILES.
3953          */
3954         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3955
3956         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3957                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3958                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3959         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3960                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3961                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3962         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3963                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3964                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3965         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3966                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3967                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3968         } else {
3969                 ret = -EINVAL;
3970                 goto out_put_cfile;
3971         }
3972
3973         /*
3974          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3975          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3976          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3977          */
3978         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3979                                                &memory_cgrp_subsys);
3980         ret = -EINVAL;
3981         if (IS_ERR(cfile_css))
3982                 goto out_put_cfile;
3983         if (cfile_css != css) {
3984                 css_put(cfile_css);
3985                 goto out_put_cfile;
3986         }
3987
3988         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3989         if (ret)
3990                 goto out_put_css;
3991
3992         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3993
3994         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3995         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3996         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3997
3998         fdput(cfile);
3999         fdput(efile);
4000
4001         return nbytes;
4002
4003 out_put_css:
4004         css_put(css);
4005 out_put_cfile:
4006         fdput(cfile);
4007 out_put_eventfd:
4008         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4009 out_put_efile:
4010         fdput(efile);
4011 out_kfree:
4012         kfree(event);
4013
4014         return ret;
4015 }
4016
4017 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4018         {
4019                 .name = "usage_in_bytes",
4020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4021                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4022         },
4023         {
4024                 .name = "max_usage_in_bytes",
4025                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4026                 .write = mem_cgroup_reset,
4027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4028         },
4029         {
4030                 .name = "limit_in_bytes",
4031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4032                 .write = mem_cgroup_write,
4033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4034         },
4035         {
4036                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4038                 .write = mem_cgroup_write,
4039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4040         },
4041         {
4042                 .name = "failcnt",
4043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4044                 .write = mem_cgroup_reset,
4045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4046         },
4047         {
4048                 .name = "stat",
4049                 .seq_show = memcg_stat_show,
4050         },
4051         {
4052                 .name = "force_empty",
4053                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "use_hierarchy",
4057                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4058                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4059         },
4060         {
4061                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4062                 .write = memcg_write_event_control,
4063                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4064         },
4065         {
4066                 .name = "swappiness",
4067                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4068                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4069         },
4070         {
4071                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4072                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4073                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4074         },
4075         {
4076                 .name = "oom_control",
4077                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4078                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4079                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4080         },
4081         {
4082                 .name = "pressure_level",
4083         },
4084 #ifdef CONFIG_NUMA
4085         {
4086                 .name = "numa_stat",
4087                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4088         },
4089 #endif
4090 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4091         {
4092                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4094                 .write = mem_cgroup_write,
4095                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4096         },
4097         {
4098                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4099                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4100                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4101         },
4102         {
4103                 .name = "kmem.failcnt",
4104                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4105                 .write = mem_cgroup_reset,
4106                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4107         },
4108         {
4109                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4110                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4111                 .write = mem_cgroup_reset,
4112                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4113         },
4114 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4115         {
4116                 .name = "kmem.slabinfo",
4117                 .seq_start = slab_start,
4118                 .seq_next = slab_next,
4119                 .seq_stop = slab_stop,
4120                 .seq_show = memcg_slab_show,
4121         },
4122 #endif
4123 #endif
4124         { },    /* terminate */
4125 };
4126
4127 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4128 {
4129         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4130         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4131         int zone, tmp = node;
4132         /*
4133          * This routine is called against possible nodes.
4134          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4135          *
4136          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4137          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4138          *       function.
4139          */
4140         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4141                 tmp = -1;
4142         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4143         if (!pn)
4144                 return 1;
4145
4146         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4147                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4148                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4149                 mz->usage_in_excess = 0;
4150                 mz->on_tree = false;
4151                 mz->memcg = memcg;
4152         }
4153         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4154         return 0;
4155 }
4156
4157 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4158 {
4159         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4160 }
4161
4162 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4163 {
4164         struct mem_cgroup *memcg;
4165         size_t size;
4166
4167         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4168         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4169
4170         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4171         if (!memcg)
4172                 return NULL;
4173
4174         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4175         if (!memcg->stat)
4176                 goto out_free;
4177
4178         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4179                 goto out_free_stat;
4180
4181         return memcg;
4182
4183 out_free_stat:
4184         free_percpu(memcg->stat);
4185 out_free:
4186         kfree(memcg);
4187         return NULL;
4188 }
4189
4190 /*
4191  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4192  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4193  *
4194  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4195  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4196  * it goes down to 0.
4197  *
4198  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4199  */
4200
4201 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4202 {
4203         int node;
4204
4205         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4206
4207         for_each_node(node)
4208                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4209
4210         free_percpu(memcg->stat);
4211         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4212         kfree(memcg);
4213 }
4214
4215 /*
4216  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4217  */
4218 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4219 {
4220         if (!memcg->memory.parent)
4221                 return NULL;
4222         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4223 }
4224 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4225
4226 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4227 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4228 {
4229         struct mem_cgroup *memcg;
4230         long error = -ENOMEM;
4231         int node;
4232
4233         memcg = mem_cgroup_alloc();
4234         if (!memcg)
4235                 return ERR_PTR(error);
4236
4237         for_each_node(node)
4238                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4239                         goto free_out;
4240
4241         /* root ? */
4242         if (parent_css == NULL) {
4243                 root_mem_cgroup = memcg;
4244                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4245                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4246                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4247                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4248                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4249                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4250         }
4251
4252         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4253         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4254         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4255         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4256         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4257         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4258         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4259         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4260 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4261         memcg->kmemcg_id = -1;
4262 #endif
4263 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4264         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4265 #endif
4266         return &memcg->css;
4267
4268 free_out:
4269         __mem_cgroup_free(memcg);
4270         return ERR_PTR(error);
4271 }
4272
4273 static int
4274 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4275 {
4276         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4277         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4278         int ret;
4279
4280         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4281                 return -ENOSPC;
4282
4283         if (!parent)
4284                 return 0;
4285
4286         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4287
4288         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4289         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4290         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4291
4292         if (parent->use_hierarchy) {
4293                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4294                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4295                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4296                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4297                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4298
4299                 /*
4300                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4301                  * core guarantees its existence.
4302                  */
4303         } else {
4304                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4305                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4306                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4307                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4308                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4309                 /*
4310                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4311                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4312                  * unfortunate state in our controller.
4313                  */
4314                 if (parent != root_mem_cgroup)
4315                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4316         }
4317         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4318
4319         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4320         if (ret)
4321                 return ret;
4322
4323         /*
4324          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4325          * orders reading memcg->initialized against its callers
4326          * reading the memcg members.
4327          */
4328         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4329
4330         return 0;
4331 }
4332
4333 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4334 {
4335         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4336         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4337
4338         /*
4339          * Unregister events and notify userspace.
4340          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4341          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4342          */
4343         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4344         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4345                 list_del_init(&event->list);
4346                 schedule_work(&event->remove);
4347         }
4348         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4349
4350         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4351
4352         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4353
4354         wb_memcg_offline(memcg);
4355 }
4356
4357 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4358 {
4359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4360
4361         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4362 }
4363
4364 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4365 {
4366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4367
4368         memcg_destroy_kmem(memcg);
4369         __mem_cgroup_free(memcg);
4370 }
4371
4372 /**
4373  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4374  * @css: the target css
4375  *
4376  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4377  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4378  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4379  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4380  * made visible again.
4381  *
4382  * The current implementation only resets the essential configurations.
4383  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4384  */
4385 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4386 {
4387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4388
4389         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4390         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4391         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4392         memcg->low = 0;
4393         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4394         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4395         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4396 }
4397
4398 #ifdef CONFIG_MMU
4399 /* Handlers for move charge at task migration. */
4400 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4401 {
4402         int ret;
4403
4404         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4405         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4406         if (!ret) {
4407                 mc.precharge += count;
4408                 return ret;
4409         }
4410
4411         /* Try charges one by one with reclaim */
4412         while (count--) {
4413                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4414                 if (ret)
4415                         return ret;
4416                 mc.precharge++;
4417                 cond_resched();
4418         }
4419         return 0;
4420 }
4421
4422 /**
4423  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4424  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4425  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4426  * @ptent: the pte to be checked
4427  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4428  *
4429  * Returns
4430  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4431  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4432  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4433  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4434  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4435  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4436  *     in target->ent.
4437  *
4438  * Called with pte lock held.
4439  */
4440 union mc_target {
4441         struct page     *page;
4442         swp_entry_t     ent;
4443 };
4444
4445 enum mc_target_type {
4446         MC_TARGET_NONE = 0,
4447         MC_TARGET_PAGE,
4448         MC_TARGET_SWAP,
4449 };
4450
4451 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4452                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4453 {
4454         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4455
4456         if (!page || !page_mapped(page))
4457                 return NULL;
4458         if (PageAnon(page)) {
4459                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4460                         return NULL;
4461         } else {
4462                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4463                         return NULL;
4464         }
4465         if (!get_page_unless_zero(page))
4466                 return NULL;
4467
4468         return page;
4469 }
4470
4471 #ifdef CONFIG_SWAP
4472 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4473                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4474 {
4475         struct page *page = NULL;
4476         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4477
4478         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4479                 return NULL;
4480         /*
4481          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4482          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4483          */
4484         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4485         if (do_swap_account)
4486                 entry->val = ent.val;
4487
4488         return page;
4489 }
4490 #else
4491 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4492                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4493 {
4494         return NULL;
4495 }
4496 #endif
4497
4498 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4499                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4500 {
4501         struct page *page = NULL;
4502         struct address_space *mapping;
4503         pgoff_t pgoff;
4504
4505         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4506                 return NULL;
4507         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4508                 return NULL;
4509
4510         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4511         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4512
4513         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4514 #ifdef CONFIG_SWAP
4515         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4516         if (shmem_mapping(mapping)) {
4517                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4518                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4519                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4520                         if (do_swap_account)
4521                                 *entry = swp;
4522                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4523                 }
4524         } else
4525                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4526 #else
4527         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4528 #endif
4529         return page;
4530 }
4531
4532 /**
4533  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4534  * @page: the page
4535  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4536  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4537  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4538  *
4539  * The caller must confirm following.
4540  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4541  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4542  *
4543  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4544  * from old cgroup.
4545  */
4546 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4547                                    unsigned int nr_pages,
4548                                    struct mem_cgroup *from,
4549                                    struct mem_cgroup *to)
4550 {
4551         unsigned long flags;
4552         int ret;
4553         bool anon;
4554
4555         VM_BUG_ON(from == to);
4556         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4557         /*
4558          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4559          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4560          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4561          * hold it.
4562          */
4563         ret = -EBUSY;
4564         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4565                 goto out;
4566
4567         /*
4568          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4569          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4570          */
4571         if (!trylock_page(page))
4572                 goto out;
4573
4574         ret = -EINVAL;
4575         if (page->mem_cgroup != from)
4576                 goto out_unlock;
4577
4578         anon = PageAnon(page);
4579
4580         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4581
4582         if (!anon && page_mapped(page)) {
4583                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4584                                nr_pages);
4585                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4586                                nr_pages);
4587         }
4588
4589         /*
4590          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4591          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4592          * So mapping should be stable for dirty pages.
4593          */
4594         if (!anon && PageDirty(page)) {
4595                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4596
4597                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4598                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4599                                        nr_pages);
4600                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4601                                        nr_pages);
4602                 }
4603         }
4604
4605         if (PageWriteback(page)) {
4606                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4607                                nr_pages);
4608                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4609                                nr_pages);
4610         }
4611
4612         /*
4613          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4614          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4615          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4616          */
4617
4618         /* caller should have done css_get */
4619         page->mem_cgroup = to;
4620         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4621
4622         ret = 0;
4623
4624         local_irq_disable();
4625         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4626         memcg_check_events(to, page);
4627         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4628         memcg_check_events(from, page);
4629         local_irq_enable();
4630 out_unlock:
4631         unlock_page(page);
4632 out:
4633         return ret;
4634 }
4635
4636 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4637                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4638 {
4639         struct page *page = NULL;
4640         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4641         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4642
4643         if (pte_present(ptent))
4644                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4645         else if (is_swap_pte(ptent))
4646                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4647         else if (pte_none(ptent))
4648                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4649
4650         if (!page && !ent.val)
4651                 return ret;
4652         if (page) {
4653                 /*
4654                  * Do only loose check w/o serialization.
4655                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4656                  * not under LRU exclusion.
4657                  */
4658                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4659                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4660                         if (target)
4661                                 target->page = page;
4662                 }
4663                 if (!ret || !target)
4664                         put_page(page);
4665         }
4666         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4667         if (ent.val && !ret &&
4668             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4669                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4670                 if (target)
4671                         target->ent = ent;
4672         }
4673         return ret;
4674 }
4675
4676 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4677 /*
4678  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4679  * support them for now.
4680  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4681  */
4682 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4683                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4684 {
4685         struct page *page = NULL;
4686         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4687
4688         page = pmd_page(pmd);
4689         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4690         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4691                 return ret;
4692         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4693                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4694                 if (target) {
4695                         get_page(page);
4696                         target->page = page;
4697                 }
4698         }
4699         return ret;
4700 }
4701 #else
4702 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4703                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4704 {
4705         return MC_TARGET_NONE;
4706 }
4707 #endif
4708
4709 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4710                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4711                                         struct mm_walk *walk)
4712 {
4713         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4714         pte_t *pte;
4715         spinlock_t *ptl;
4716
4717         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4718                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4719                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4720                 spin_unlock(ptl);
4721                 return 0;
4722         }
4723
4724         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4725                 return 0;
4726         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4727         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4728                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4729                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4730         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4731         cond_resched();
4732
4733         return 0;
4734 }
4735
4736 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4737 {
4738         unsigned long precharge;
4739
4740         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4741                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4742                 .mm = mm,
4743         };
4744         down_read(&mm->mmap_sem);
4745         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4746         up_read(&mm->mmap_sem);
4747
4748         precharge = mc.precharge;
4749         mc.precharge = 0;
4750
4751         return precharge;
4752 }
4753
4754 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4755 {
4756         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4757
4758         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4759         mc.moving_task = current;
4760         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4761 }
4762
4763 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4764 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4765 {
4766         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4767         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4768
4769         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4770         if (mc.precharge) {
4771                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4772                 mc.precharge = 0;
4773         }
4774         /*
4775          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4776          * we must uncharge here.
4777          */
4778         if (mc.moved_charge) {
4779                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4780                 mc.moved_charge = 0;
4781         }
4782         /* we must fixup refcnts and charges */
4783         if (mc.moved_swap) {
4784                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4785                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4786                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4787
4788                 /*
4789                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4790                  * should uncharge to->memory.
4791                  */
4792                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4793                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4794
4795                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4796
4797                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4798                 mc.moved_swap = 0;
4799         }
4800         memcg_oom_recover(from);
4801         memcg_oom_recover(to);
4802         wake_up_all(&mc.waitq);
4803 }
4804
4805 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4806 {
4807         /*
4808          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4809          * task migration.
4810          */
4811         mc.moving_task = NULL;
4812         __mem_cgroup_clear_mc();
4813         spin_lock(&mc.lock);
4814         mc.from = NULL;
4815         mc.to = NULL;
4816         spin_unlock(&mc.lock);
4817 }
4818
4819 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4820 {
4821         struct cgroup_subsys_state *css;
4822         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4823         struct mem_cgroup *from;
4824         struct task_struct *leader, *p;
4825         struct mm_struct *mm;
4826         unsigned long move_flags;
4827         int ret = 0;
4828
4829         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4830         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4831                 return 0;
4832
4833         /*
4834          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4835          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4836          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4837          * multiple.
4838          */
4839         p = NULL;
4840         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4841                 WARN_ON_ONCE(p);
4842                 p = leader;
4843                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4844         }
4845         if (!p)
4846                 return 0;
4847
4848         /*
4849          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4850          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4851          * So we need to save it, and keep it going.
4852          */
4853         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4854         if (!move_flags)
4855                 return 0;
4856
4857         from = mem_cgroup_from_task(p);
4858
4859         VM_BUG_ON(from == memcg);
4860
4861         mm = get_task_mm(p);
4862         if (!mm)
4863                 return 0;
4864         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4865         if (mm->owner == p) {
4866                 VM_BUG_ON(mc.from);
4867                 VM_BUG_ON(mc.to);
4868                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4869                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4870                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4871
4872                 spin_lock(&mc.lock);
4873                 mc.from = from;
4874                 mc.to = memcg;
4875                 mc.flags = move_flags;
4876                 spin_unlock(&mc.lock);
4877                 /* We set mc.moving_task later */
4878
4879                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4880                 if (ret)
4881                         mem_cgroup_clear_mc();
4882         }
4883         mmput(mm);
4884         return ret;
4885 }
4886
4887 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4888 {
4889         if (mc.to)
4890                 mem_cgroup_clear_mc();
4891 }
4892
4893 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4894                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4895                                 struct mm_walk *walk)
4896 {
4897         int ret = 0;
4898         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4899         pte_t *pte;
4900         spinlock_t *ptl;
4901         enum mc_target_type target_type;
4902         union mc_target target;
4903         struct page *page;
4904
4905         /*
4906          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4907          * happens because:
4908          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4909          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4910          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4911          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4912          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4913          *    part of thp split is not executed yet.
4914          */
4915         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4916                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4917                         spin_unlock(ptl);
4918                         return 0;
4919                 }
4920                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4921                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4922                         page = target.page;
4923                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4924                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4925                                                              mc.from, mc.to)) {
4926                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4927                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4928                                 }
4929                                 putback_lru_page(page);
4930                         }
4931                         put_page(page);
4932                 }
4933                 spin_unlock(ptl);
4934                 return 0;
4935         }
4936
4937         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4938                 return 0;
4939 retry:
4940         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4941         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4942                 pte_t ptent = *(pte++);
4943                 swp_entry_t ent;
4944
4945                 if (!mc.precharge)
4946                         break;
4947
4948                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4949                 case MC_TARGET_PAGE:
4950                         page = target.page;
4951                         if (isolate_lru_page(page))
4952                                 goto put;
4953                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4954                                 mc.precharge--;
4955                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4956                                 mc.moved_charge++;
4957                         }
4958                         putback_lru_page(page);
4959 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4960                         put_page(page);
4961                         break;
4962                 case MC_TARGET_SWAP:
4963                         ent = target.ent;
4964                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4965                                 mc.precharge--;
4966                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4967                                 mc.moved_swap++;
4968                         }
4969                         break;
4970                 default:
4971                         break;
4972                 }
4973         }
4974         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4975         cond_resched();
4976
4977         if (addr != end) {
4978                 /*
4979                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4980                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4981                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4982                  * phase.
4983                  */
4984                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4985                 if (!ret)
4986                         goto retry;
4987         }
4988
4989         return ret;
4990 }
4991
4992 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4993 {
4994         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4995                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4996                 .mm = mm,
4997         };
4998
4999         lru_add_drain_all();
5000         /*
5001          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5002          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5003          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5004          */
5005         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5006         synchronize_rcu();
5007 retry:
5008         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5009                 /*
5010                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5011                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5012                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5013                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5014                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5015                  */
5016                 __mem_cgroup_clear_mc();
5017                 cond_resched();
5018                 goto retry;
5019         }
5020         /*
5021          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5022          * additional charge, the page walk just aborts.
5023          */
5024         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5025         up_read(&mm->mmap_sem);
5026         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5027 }
5028
5029 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5030 {
5031         struct cgroup_subsys_state *css;
5032         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
5033         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5034
5035         if (mm) {
5036                 if (mc.to)
5037                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5038                 mmput(mm);
5039         }
5040         if (mc.to)
5041                 mem_cgroup_clear_mc();
5042 }
5043 #else   /* !CONFIG_MMU */
5044 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5045 {
5046         return 0;
5047 }
5048 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5049 {
5050 }
5051 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5052 {
5053 }
5054 #endif
5055
5056 /*
5057  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5058  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5059  * attempt.
5060  */
5061 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5062 {
5063         /*
5064          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5065          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5066          * on for the root memcg is enough.
5067          */
5068         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5069                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5070         else
5071                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5072 }
5073
5074 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5075                                struct cftype *cft)
5076 {
5077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5078
5079         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5080 }
5081
5082 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5083 {
5084         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5085         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5086
5087         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5088                 seq_puts(m, "max\n");
5089         else
5090                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5091
5092         return 0;
5093 }
5094
5095 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5096                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5097 {
5098         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5099         unsigned long low;
5100         int err;
5101
5102         buf = strstrip(buf);
5103         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5104         if (err)
5105                 return err;
5106
5107         memcg->low = low;
5108
5109         return nbytes;
5110 }
5111
5112 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5113 {
5114         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5115         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5116
5117         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5118                 seq_puts(m, "max\n");
5119         else
5120                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5121
5122         return 0;
5123 }
5124
5125 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5126                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5127 {
5128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5129         unsigned long high;
5130         int err;
5131
5132         buf = strstrip(buf);
5133         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5134         if (err)
5135                 return err;
5136
5137         memcg->high = high;
5138
5139         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5140         return nbytes;
5141 }
5142
5143 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5144 {
5145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5146         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5147
5148         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5149                 seq_puts(m, "max\n");
5150         else
5151                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5152
5153         return 0;
5154 }
5155
5156 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5157                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5158 {
5159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5160         unsigned long max;
5161         int err;
5162
5163         buf = strstrip(buf);
5164         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5165         if (err)
5166                 return err;
5167
5168         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5169         if (err)
5170                 return err;
5171
5172         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5173         return nbytes;
5174 }
5175
5176 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5177 {
5178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5179
5180         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5181         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5182         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5183         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5184
5185         return 0;
5186 }
5187
5188 static struct cftype memory_files[] = {
5189         {
5190                 .name = "current",
5191                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5192                 .read_u64 = memory_current_read,
5193         },
5194         {
5195                 .name = "low",
5196                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5197                 .seq_show = memory_low_show,
5198                 .write = memory_low_write,
5199         },
5200         {
5201                 .name = "high",
5202                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5203                 .seq_show = memory_high_show,
5204                 .write = memory_high_write,
5205         },
5206         {
5207                 .name = "max",
5208                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5209                 .seq_show = memory_max_show,
5210                 .write = memory_max_write,
5211         },
5212         {
5213                 .name = "events",
5214                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5215                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5216                 .seq_show = memory_events_show,
5217         },
5218         { }     /* terminate */
5219 };
5220
5221 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5222         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5223         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5224         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5225         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5226         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5227         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5228         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5229         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5230         .attach = mem_cgroup_move_task,
5231         .bind = mem_cgroup_bind,
5232         .dfl_cftypes = memory_files,
5233         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5234         .early_init = 0,
5235 };
5236
5237 /**
5238  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5239  * @root: the highest ancestor to consider
5240  * @memcg: the memory cgroup to check
5241  *
5242  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5243  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5244  */
5245 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5246 {
5247         if (mem_cgroup_disabled())
5248                 return false;
5249
5250         /*
5251          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5252          * it's never low when looked at directly, and it is not
5253          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5254          */
5255
5256         if (memcg == root_mem_cgroup)
5257                 return false;
5258
5259         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5260                 return false;
5261
5262         while (memcg != root) {
5263                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5264
5265                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5266                         break;
5267
5268                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5269                         return false;
5270         }
5271         return true;
5272 }
5273
5274 /**
5275  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5276  * @page: page to charge
5277  * @mm: mm context of the victim
5278  * @gfp_mask: reclaim mode
5279  * @memcgp: charged memcg return
5280  *
5281  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5282  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5283  *
5284  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5285  * Otherwise, an error code is returned.
5286  *
5287  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5288  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5289  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5290  */
5291 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5292                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5293 {
5294         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5295         unsigned int nr_pages = 1;
5296         int ret = 0;
5297
5298         if (mem_cgroup_disabled())
5299                 goto out;
5300
5301         if (PageSwapCache(page)) {
5302                 /*
5303                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5304                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5305                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5306                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5307                  * in turn serializes uncharging.
5308                  */
5309                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5310                 if (page->mem_cgroup)
5311                         goto out;
5312
5313                 if (do_swap_account) {
5314                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5315                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5316
5317                         rcu_read_lock();
5318                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5319                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5320                                 memcg = NULL;
5321                         rcu_read_unlock();
5322                 }
5323         }
5324
5325         if (PageTransHuge(page)) {
5326                 nr_pages <<= compound_order(page);
5327                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5328         }
5329
5330         if (!memcg)
5331                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5332
5333         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5334
5335         css_put(&memcg->css);
5336 out:
5337         *memcgp = memcg;
5338         return ret;
5339 }
5340
5341 /**
5342  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5343  * @page: page to charge
5344  * @memcg: memcg to charge the page to
5345  * @lrucare: page might be on LRU already
5346  *
5347  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5348  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5349  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5350  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5351  *
5352  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5353  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5354  *
5355  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5356  */
5357 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5358                               bool lrucare)
5359 {
5360         unsigned int nr_pages = 1;
5361
5362         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5363         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5364
5365         if (mem_cgroup_disabled())
5366                 return;
5367         /*
5368          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5369          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5370          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5371          */
5372         if (!memcg)
5373                 return;
5374
5375         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5376
5377         if (PageTransHuge(page)) {
5378                 nr_pages <<= compound_order(page);
5379                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5380         }
5381
5382         local_irq_disable();
5383         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5384         memcg_check_events(memcg, page);
5385         local_irq_enable();
5386
5387         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5388                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5389                 /*
5390                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5391                  * let's not wait for it.  The page already received a
5392                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5393                  */
5394                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5395         }
5396 }
5397
5398 /**
5399  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5400  * @page: page to charge
5401  * @memcg: memcg to charge the page to
5402  *
5403  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5404  */
5405 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5406 {
5407         unsigned int nr_pages = 1;
5408
5409         if (mem_cgroup_disabled())
5410                 return;
5411         /*
5412          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5413          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5414          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5415          */
5416         if (!memcg)
5417                 return;
5418
5419         if (PageTransHuge(page)) {
5420                 nr_pages <<= compound_order(page);
5421                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5422         }
5423
5424         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5425 }
5426
5427 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5428                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5429                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5430 {
5431         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5432         unsigned long flags;
5433
5434         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5435                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5436                 if (do_swap_account)
5437                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5438                 memcg_oom_recover(memcg);
5439         }
5440
5441         local_irq_save(flags);
5442         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5443         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5444         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5445         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5446         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5447         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5448         local_irq_restore(flags);
5449
5450         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5451                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5452 }
5453
5454 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5455 {
5456         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5457         unsigned long nr_anon = 0;
5458         unsigned long nr_file = 0;
5459         unsigned long nr_huge = 0;
5460         unsigned long pgpgout = 0;
5461         struct list_head *next;
5462         struct page *page;
5463
5464         next = page_list->next;
5465         do {
5466                 unsigned int nr_pages = 1;
5467
5468                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5469                 next = page->lru.next;
5470
5471                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5472                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5473
5474                 if (!page->mem_cgroup)
5475                         continue;
5476
5477                 /*
5478                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5479                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5480                  * exclusive access to the page.
5481                  */
5482
5483                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5484                         if (memcg) {
5485                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5486                                                nr_huge, page);
5487                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5488                         }
5489                         memcg = page->mem_cgroup;
5490                 }
5491
5492                 if (PageTransHuge(page)) {
5493                         nr_pages <<= compound_order(page);
5494                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5495                         nr_huge += nr_pages;
5496                 }
5497
5498                 if (PageAnon(page))
5499                         nr_anon += nr_pages;
5500                 else
5501                         nr_file += nr_pages;
5502
5503                 page->mem_cgroup = NULL;
5504
5505                 pgpgout++;
5506         } while (next != page_list);
5507
5508         if (memcg)
5509                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5510                                nr_huge, page);
5511 }
5512
5513 /**
5514  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5515  * @page: page to uncharge
5516  *
5517  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5518  * mem_cgroup_commit_charge().
5519  */
5520 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5521 {
5522         if (mem_cgroup_disabled())
5523                 return;
5524
5525         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5526         if (!page->mem_cgroup)
5527                 return;
5528
5529         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5530         uncharge_list(&page->lru);
5531 }
5532
5533 /**
5534  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5535  * @page_list: list of pages to uncharge
5536  *
5537  * Uncharge a list of pages previously charged with
5538  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5539  */
5540 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5541 {
5542         if (mem_cgroup_disabled())
5543                 return;
5544
5545         if (!list_empty(page_list))
5546                 uncharge_list(page_list);
5547 }
5548
5549 /**
5550  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5551  * @oldpage: currently charged page
5552  * @newpage: page to transfer the charge to
5553  *
5554  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5555  *
5556  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5557  * Either or both pages might be on the LRU already.
5558  */
5559 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5560 {
5561         struct mem_cgroup *memcg;
5562         int isolated;
5563
5564         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5565         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5566         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5567         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5568                        newpage);
5569
5570         if (mem_cgroup_disabled())
5571                 return;
5572
5573         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5574         if (newpage->mem_cgroup)
5575                 return;
5576
5577         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5578         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5579         if (!memcg)
5580                 return;
5581
5582         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5583         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5584         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5585
5586         commit_charge(newpage, memcg, true);
5587 }
5588
5589 /*
5590  * subsys_initcall() for memory controller.
5591  *
5592  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5593  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5594  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5595  * be initialized from here.
5596  */
5597 static int __init mem_cgroup_init(void)
5598 {
5599         int cpu, node;
5600
5601         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5602
5603         for_each_possible_cpu(cpu)
5604                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5605                           drain_local_stock);
5606
5607         for_each_node(node) {
5608                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5609                 int zone;
5610
5611                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5612                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5613
5614                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5615                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5616
5617                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5618                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5619                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5620                 }
5621                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5622         }
5623
5624         return 0;
5625 }
5626 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5627
5628 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5629 /**
5630  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5631  * @page: page whose memsw charge to transfer
5632  * @entry: swap entry to move the charge to
5633  *
5634  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5635  */
5636 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5637 {
5638         struct mem_cgroup *memcg;
5639         unsigned short oldid;
5640
5641         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5642         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5643
5644         if (!do_swap_account)
5645                 return;
5646
5647         memcg = page->mem_cgroup;
5648
5649         /* Readahead page, never charged */
5650         if (!memcg)
5651                 return;
5652
5653         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5654         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5655         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5656
5657         page->mem_cgroup = NULL;
5658
5659         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5660                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5661
5662         /*
5663          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5664          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5665          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5666          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5667          */
5668         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5669         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5670         memcg_check_events(memcg, page);
5671 }
5672
5673 /**
5674  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5675  * @entry: swap entry to uncharge
5676  *
5677  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5678  */
5679 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5680 {
5681         struct mem_cgroup *memcg;
5682         unsigned short id;
5683
5684         if (!do_swap_account)
5685                 return;
5686
5687         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5688         rcu_read_lock();
5689         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5690         if (memcg) {
5691                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5692                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5693                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5694                 css_put(&memcg->css);
5695         }
5696         rcu_read_unlock();
5697 }
5698
5699 /* for remember boot option*/
5700 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5701 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5702 #else
5703 static int really_do_swap_account __initdata;
5704 #endif
5705
5706 static int __init enable_swap_account(char *s)
5707 {
5708         if (!strcmp(s, "1"))
5709                 really_do_swap_account = 1;
5710         else if (!strcmp(s, "0"))
5711                 really_do_swap_account = 0;
5712         return 1;
5713 }
5714 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5715
5716 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5717         {
5718                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5719                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5720                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5721         },
5722         {
5723                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5724                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5725                 .write = mem_cgroup_reset,
5726                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5727         },
5728         {
5729                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5731                 .write = mem_cgroup_write,
5732                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5733         },
5734         {
5735                 .name = "memsw.failcnt",
5736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5737                 .write = mem_cgroup_reset,
5738                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5739         },
5740         { },    /* terminate */
5741 };
5742
5743 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5744 {
5745         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5746                 do_swap_account = 1;
5747                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5748                                                   memsw_cgroup_files));
5749         }
5750         return 0;
5751 }
5752 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5753
5754 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */