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