]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
fc0bcc41d57f341fd9dd7464e6bb533a91fbc3b8
[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                                          int nr_pages)
700 {
701         /*
702          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
703          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
704          */
705         if (PageAnon(page))
706                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
707                                 nr_pages);
708         else
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
710                                 nr_pages);
711
712         if (PageTransHuge(page))
713                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
714                                 nr_pages);
715
716         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
717         if (nr_pages > 0)
718                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
719         else {
720                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
721                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
722         }
723
724         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
725 }
726
727 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
728                                                   int nid,
729                                                   unsigned int lru_mask)
730 {
731         unsigned long nr = 0;
732         int zid;
733
734         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
735
736         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
737                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
738                 enum lru_list lru;
739
740                 for_each_lru(lru) {
741                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
742                                 continue;
743                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
744                         nr += mz->lru_size[lru];
745                 }
746         }
747         return nr;
748 }
749
750 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
751                         unsigned int lru_mask)
752 {
753         unsigned long nr = 0;
754         int nid;
755
756         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
757                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
758         return nr;
759 }
760
761 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
762                                        enum mem_cgroup_events_target target)
763 {
764         unsigned long val, next;
765
766         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
767         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
768         /* from time_after() in jiffies.h */
769         if ((long)next - (long)val < 0) {
770                 switch (target) {
771                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
772                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
773                         break;
774                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
775                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
776                         break;
777                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
778                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
779                         break;
780                 default:
781                         break;
782                 }
783                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
784                 return true;
785         }
786         return false;
787 }
788
789 /*
790  * Check events in order.
791  *
792  */
793 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
794 {
795         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
796         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
797                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
798                 bool do_softlimit;
799                 bool do_numainfo __maybe_unused;
800
801                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
802                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
803 #if MAX_NUMNODES > 1
804                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
806 #endif
807                 mem_cgroup_threshold(memcg);
808                 if (unlikely(do_softlimit))
809                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
810 #if MAX_NUMNODES > 1
811                 if (unlikely(do_numainfo))
812                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
813 #endif
814         }
815 }
816
817 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
818 {
819         /*
820          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
821          * if it races with swapoff, page migration, etc.
822          * So this can be called with p == NULL.
823          */
824         if (unlikely(!p))
825                 return NULL;
826
827         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
828 }
829 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
830
831 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
832 {
833         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
834
835         rcu_read_lock();
836         do {
837                 /*
838                  * Page cache insertions can happen withou an
839                  * actual mm context, e.g. during disk probing
840                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
841                  */
842                 if (unlikely(!mm))
843                         memcg = root_mem_cgroup;
844                 else {
845                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
846                         if (unlikely(!memcg))
847                                 memcg = root_mem_cgroup;
848                 }
849         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
850         rcu_read_unlock();
851         return memcg;
852 }
853
854 /**
855  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
856  * @root: hierarchy root
857  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
858  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
859  *
860  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
861  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
862  *
863  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
864  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
865  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
866  *
867  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
868  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
869  * reclaimers operating on the same zone and priority.
870  */
871 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
872                                    struct mem_cgroup *prev,
873                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
874 {
875         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
876         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
877         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
878         struct mem_cgroup *pos = NULL;
879
880         if (mem_cgroup_disabled())
881                 return NULL;
882
883         if (!root)
884                 root = root_mem_cgroup;
885
886         if (prev && !reclaim)
887                 pos = prev;
888
889         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
890                 if (prev)
891                         goto out;
892                 return root;
893         }
894
895         rcu_read_lock();
896
897         if (reclaim) {
898                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
899
900                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
901                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
902
903                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
904                         goto out_unlock;
905
906                 while (1) {
907                         pos = READ_ONCE(iter->position);
908                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
909                                 break;
910                         /*
911                          * css reference reached zero, so iter->position will
912                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
913                          * rely on this happening soon, because ->css_released
914                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
915                          * might block it. So we clear iter->position right
916                          * away.
917                          */
918                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
919                 }
920         }
921
922         if (pos)
923                 css = &pos->css;
924
925         for (;;) {
926                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
927                 if (!css) {
928                         /*
929                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
930                          * new one might jump in right at the end of
931                          * the hierarchy - make sure they see at least
932                          * one group and restart from the beginning.
933                          */
934                         if (!prev)
935                                 continue;
936                         break;
937                 }
938
939                 /*
940                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
941                  * is provided by the caller, so we know it's alive
942                  * and kicking, and don't take an extra reference.
943                  */
944                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
945
946                 if (css == &root->css)
947                         break;
948
949                 if (css_tryget(css)) {
950                         /*
951                          * Make sure the memcg is initialized:
952                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
953                          * initialization against setting the flag.
954                          */
955                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
956                                 break;
957
958                         css_put(css);
959                 }
960
961                 memcg = NULL;
962         }
963
964         if (reclaim) {
965                 /*
966                  * The position could have already been updated by a competing
967                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
968                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
969                  */
970                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
971
972                 if (pos)
973                         css_put(&pos->css);
974
975                 if (!memcg)
976                         iter->generation++;
977                 else if (!prev)
978                         reclaim->generation = iter->generation;
979         }
980
981 out_unlock:
982         rcu_read_unlock();
983 out:
984         if (prev && prev != root)
985                 css_put(&prev->css);
986
987         return memcg;
988 }
989
990 /**
991  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
992  * @root: hierarchy root
993  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
994  */
995 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
996                            struct mem_cgroup *prev)
997 {
998         if (!root)
999                 root = root_mem_cgroup;
1000         if (prev && prev != root)
1001                 css_put(&prev->css);
1002 }
1003
1004 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1005 {
1006         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1007         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1008         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1009         int nid, zid;
1010         int i;
1011
1012         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1013                 for_each_node(nid) {
1014                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1015                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1016                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1017                                         iter = &mz->iter[i];
1018                                         cmpxchg(&iter->position,
1019                                                 dead_memcg, NULL);
1020                                 }
1021                         }
1022                 }
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1028  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1029  * be used for reference counting.
1030  */
1031 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1032         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1033              iter != NULL;                              \
1034              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1035
1036 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1037         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1038              iter != NULL;                              \
1039              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1040
1041 /**
1042  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1043  * @zone: zone of the wanted lruvec
1044  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1045  *
1046  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1047  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1048  * is disabled.
1049  */
1050 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1051                                       struct mem_cgroup *memcg)
1052 {
1053         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1054         struct lruvec *lruvec;
1055
1056         if (mem_cgroup_disabled()) {
1057                 lruvec = &zone->lruvec;
1058                 goto out;
1059         }
1060
1061         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1062         lruvec = &mz->lruvec;
1063 out:
1064         /*
1065          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1066          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1067          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1068          */
1069         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1070                 lruvec->zone = zone;
1071         return lruvec;
1072 }
1073
1074 /**
1075  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1076  * @page: the page
1077  * @zone: zone of the page
1078  *
1079  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1080  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1081  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1082  */
1083 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1084 {
1085         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1086         struct mem_cgroup *memcg;
1087         struct lruvec *lruvec;
1088
1089         if (mem_cgroup_disabled()) {
1090                 lruvec = &zone->lruvec;
1091                 goto out;
1092         }
1093
1094         memcg = page->mem_cgroup;
1095         /*
1096          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1097          * possibly migrated - before they are charged.
1098          */
1099         if (!memcg)
1100                 memcg = root_mem_cgroup;
1101
1102         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1103         lruvec = &mz->lruvec;
1104 out:
1105         /*
1106          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1107          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1108          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1109          */
1110         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1111                 lruvec->zone = zone;
1112         return lruvec;
1113 }
1114
1115 /**
1116  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1117  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1118  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1119  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1120  *
1121  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1122  * lru list.
1123  */
1124 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1125                                 int nr_pages)
1126 {
1127         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1128         unsigned long *lru_size;
1129
1130         if (mem_cgroup_disabled())
1131                 return;
1132
1133         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1134         lru_size = mz->lru_size + lru;
1135         *lru_size += nr_pages;
1136         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1137 }
1138
1139 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1140 {
1141         struct mem_cgroup *task_memcg;
1142         struct task_struct *p;
1143         bool ret;
1144
1145         p = find_lock_task_mm(task);
1146         if (p) {
1147                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1148                 task_unlock(p);
1149         } else {
1150                 /*
1151                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1152                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1153                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1154                  */
1155                 rcu_read_lock();
1156                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1157                 css_get(&task_memcg->css);
1158                 rcu_read_unlock();
1159         }
1160         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1161         css_put(&task_memcg->css);
1162         return ret;
1163 }
1164
1165 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1166         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1167
1168 /**
1169  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1170  * @memcg: the memory cgroup
1171  *
1172  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1173  * pages.
1174  */
1175 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1176 {
1177         unsigned long margin = 0;
1178         unsigned long count;
1179         unsigned long limit;
1180
1181         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1182         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1183         if (count < limit)
1184                 margin = limit - count;
1185
1186         if (do_swap_account) {
1187                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1188                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1189                 if (count <= limit)
1190                         margin = min(margin, limit - count);
1191         }
1192
1193         return margin;
1194 }
1195
1196 /*
1197  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1198  *
1199  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1200  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1201  * caused by "move".
1202  */
1203 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1204 {
1205         struct mem_cgroup *from;
1206         struct mem_cgroup *to;
1207         bool ret = false;
1208         /*
1209          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1210          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1211          */
1212         spin_lock(&mc.lock);
1213         from = mc.from;
1214         to = mc.to;
1215         if (!from)
1216                 goto unlock;
1217
1218         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1219                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1220 unlock:
1221         spin_unlock(&mc.lock);
1222         return ret;
1223 }
1224
1225 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1226 {
1227         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1228                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1229                         DEFINE_WAIT(wait);
1230                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1231                         /* moving charge context might have finished. */
1232                         if (mc.moving_task)
1233                                 schedule();
1234                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1235                         return true;
1236                 }
1237         }
1238         return false;
1239 }
1240
1241 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1242 /**
1243  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1244  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1245  * @p: Task that is going to be killed
1246  *
1247  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1248  * enabled
1249  */
1250 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1251 {
1252         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1253         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1254         struct mem_cgroup *iter;
1255         unsigned int i;
1256
1257         mutex_lock(&oom_info_lock);
1258         rcu_read_lock();
1259
1260         if (p) {
1261                 pr_info("Task in ");
1262                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1263                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1264         } else {
1265                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1266         }
1267
1268         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1269         pr_cont("\n");
1270
1271         rcu_read_unlock();
1272
1273         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1274                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1275                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1276         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1277                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1278                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1279         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1280                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1281                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1282
1283         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1284                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1285                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1286                 pr_cont(":");
1287
1288                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1289                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1290                                 continue;
1291                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1292                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1293                 }
1294
1295                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1296                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1297                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1298
1299                 pr_cont("\n");
1300         }
1301         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1302 }
1303
1304 /*
1305  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1306  * 1(self count) if no children.
1307  */
1308 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1309 {
1310         int num = 0;
1311         struct mem_cgroup *iter;
1312
1313         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1314                 num++;
1315         return num;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1320  */
1321 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1322 {
1323         unsigned long limit;
1324
1325         limit = memcg->memory.limit;
1326         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1327                 unsigned long memsw_limit;
1328
1329                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1330                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1331         }
1332         return limit;
1333 }
1334
1335 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1336                                      int order)
1337 {
1338         struct oom_control oc = {
1339                 .zonelist = NULL,
1340                 .nodemask = NULL,
1341                 .gfp_mask = gfp_mask,
1342                 .order = order,
1343         };
1344         struct mem_cgroup *iter;
1345         unsigned long chosen_points = 0;
1346         unsigned long totalpages;
1347         unsigned int points = 0;
1348         struct task_struct *chosen = NULL;
1349
1350         mutex_lock(&oom_lock);
1351
1352         /*
1353          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1354          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1355          * quickly exit and free its memory.
1356          */
1357         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1358                 mark_oom_victim(current);
1359                 goto unlock;
1360         }
1361
1362         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1363         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1364         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1365                 struct css_task_iter it;
1366                 struct task_struct *task;
1367
1368                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1369                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1370                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1371                         case OOM_SCAN_SELECT:
1372                                 if (chosen)
1373                                         put_task_struct(chosen);
1374                                 chosen = task;
1375                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1376                                 get_task_struct(chosen);
1377                                 /* fall through */
1378                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1379                                 continue;
1380                         case OOM_SCAN_ABORT:
1381                                 css_task_iter_end(&it);
1382                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1383                                 if (chosen)
1384                                         put_task_struct(chosen);
1385                                 goto unlock;
1386                         case OOM_SCAN_OK:
1387                                 break;
1388                         };
1389                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1390                         if (!points || points < chosen_points)
1391                                 continue;
1392                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1393                         if (points == chosen_points &&
1394                             thread_group_leader(chosen))
1395                                 continue;
1396
1397                         if (chosen)
1398                                 put_task_struct(chosen);
1399                         chosen = task;
1400                         chosen_points = points;
1401                         get_task_struct(chosen);
1402                 }
1403                 css_task_iter_end(&it);
1404         }
1405
1406         if (chosen) {
1407                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1408                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1409                                  "Memory cgroup out of memory");
1410         }
1411 unlock:
1412         mutex_unlock(&oom_lock);
1413         return chosen;
1414 }
1415
1416 #if MAX_NUMNODES > 1
1417
1418 /**
1419  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1420  * @memcg: the target memcg
1421  * @nid: the node ID to be checked.
1422  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1423  *
1424  * This function returns whether the specified memcg contains any
1425  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1426  * pages in the node.
1427  */
1428 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1429                 int nid, bool noswap)
1430 {
1431         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1432                 return true;
1433         if (noswap || !total_swap_pages)
1434                 return false;
1435         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1436                 return true;
1437         return false;
1438
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1443  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1444  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1445  *
1446  */
1447 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1448 {
1449         int nid;
1450         /*
1451          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1452          * pagein/pageout changes since the last update.
1453          */
1454         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1455                 return;
1456         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1457                 return;
1458
1459         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1460         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1461
1462         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1463
1464                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1465                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1466         }
1467
1468         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1469         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1470 }
1471
1472 /*
1473  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1474  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1475  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1476  *
1477  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1478  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1479  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1480  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1481  *
1482  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1483  */
1484 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1485 {
1486         int node;
1487
1488         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1489         node = memcg->last_scanned_node;
1490
1491         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1492         if (node == MAX_NUMNODES)
1493                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1494         /*
1495          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1496          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1497          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1498          * we use curret node.
1499          */
1500         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1501                 node = numa_node_id();
1502
1503         memcg->last_scanned_node = node;
1504         return node;
1505 }
1506 #else
1507 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1508 {
1509         return 0;
1510 }
1511 #endif
1512
1513 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1514                                    struct zone *zone,
1515                                    gfp_t gfp_mask,
1516                                    unsigned long *total_scanned)
1517 {
1518         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1519         int total = 0;
1520         int loop = 0;
1521         unsigned long excess;
1522         unsigned long nr_scanned;
1523         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1524                 .zone = zone,
1525                 .priority = 0,
1526         };
1527
1528         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1529
1530         while (1) {
1531                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1532                 if (!victim) {
1533                         loop++;
1534                         if (loop >= 2) {
1535                                 /*
1536                                  * If we have not been able to reclaim
1537                                  * anything, it might because there are
1538                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1539                                  */
1540                                 if (!total)
1541                                         break;
1542                                 /*
1543                                  * We want to do more targeted reclaim.
1544                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1545                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1546                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1547                                  */
1548                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1549                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1550                                         break;
1551                         }
1552                         continue;
1553                 }
1554                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1555                                                      zone, &nr_scanned);
1556                 *total_scanned += nr_scanned;
1557                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1558                         break;
1559         }
1560         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1561         return total;
1562 }
1563
1564 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1565 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1566         .name = "memcg_oom_lock",
1567 };
1568 #endif
1569
1570 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1571
1572 /*
1573  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1574  * If someone is running, return false.
1575  */
1576 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1577 {
1578         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1579
1580         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1581
1582         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1583                 if (iter->oom_lock) {
1584                         /*
1585                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1586                          * so we cannot give a lock.
1587                          */
1588                         failed = iter;
1589                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1590                         break;
1591                 } else
1592                         iter->oom_lock = true;
1593         }
1594
1595         if (failed) {
1596                 /*
1597                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1598                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1599                  */
1600                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1601                         if (iter == failed) {
1602                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1603                                 break;
1604                         }
1605                         iter->oom_lock = false;
1606                 }
1607         } else
1608                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1609
1610         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1611
1612         return !failed;
1613 }
1614
1615 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *iter;
1618
1619         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1620         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1621         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1622                 iter->oom_lock = false;
1623         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1624 }
1625
1626 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1627 {
1628         struct mem_cgroup *iter;
1629
1630         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1631         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1632                 iter->under_oom++;
1633         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1634 }
1635
1636 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         struct mem_cgroup *iter;
1639
1640         /*
1641          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1642          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1643          */
1644         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1645         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1646                 if (iter->under_oom > 0)
1647                         iter->under_oom--;
1648         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1649 }
1650
1651 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1652
1653 struct oom_wait_info {
1654         struct mem_cgroup *memcg;
1655         wait_queue_t    wait;
1656 };
1657
1658 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1659         unsigned mode, int sync, void *arg)
1660 {
1661         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1662         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1663         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1664
1665         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1666         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1667
1668         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1669             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1670                 return 0;
1671         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1672 }
1673
1674 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1675 {
1676         /*
1677          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1678          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1679          * this function is called as a result of userland actions
1680          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1681          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1682          * triggering notification.
1683          */
1684         if (memcg && memcg->under_oom)
1685                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1686 }
1687
1688 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1689 {
1690         if (!current->memcg_may_oom)
1691                 return;
1692         /*
1693          * We are in the middle of the charge context here, so we
1694          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1695          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1696          *
1697          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1698          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1699          * invocation might not even be necessary.
1700          *
1701          * That's why we don't do anything here except remember the
1702          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1703          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1704          * and when we know whether the fault was overall successful.
1705          */
1706         css_get(&memcg->css);
1707         current->memcg_in_oom = memcg;
1708         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1709         current->memcg_oom_order = order;
1710 }
1711
1712 /**
1713  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1714  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1715  *
1716  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1717  * handler was enabled.
1718  *
1719  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1720  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1721  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1722  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1723  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1724  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1725  *
1726  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1727  * completed, %false otherwise.
1728  */
1729 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1730 {
1731         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1732         struct oom_wait_info owait;
1733         bool locked;
1734
1735         /* OOM is global, do not handle */
1736         if (!memcg)
1737                 return false;
1738
1739         if (!handle || oom_killer_disabled)
1740                 goto cleanup;
1741
1742         owait.memcg = memcg;
1743         owait.wait.flags = 0;
1744         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1745         owait.wait.private = current;
1746         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1747
1748         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1749         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1750
1751         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1752
1753         if (locked)
1754                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1755
1756         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1757                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1758                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1759                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1760                                          current->memcg_oom_order);
1761         } else {
1762                 schedule();
1763                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1764                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1765         }
1766
1767         if (locked) {
1768                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1769                 /*
1770                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1771                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1772                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1773                  */
1774                 memcg_oom_recover(memcg);
1775         }
1776 cleanup:
1777         current->memcg_in_oom = NULL;
1778         css_put(&memcg->css);
1779         return true;
1780 }
1781
1782 /**
1783  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1784  * @page: page that is going to change accounted state
1785  *
1786  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1787  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1788  * being moved to another memcg:
1789  *
1790  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1791  *   if (TestClearPageState(page))
1792  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1793  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1794  */
1795 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1796 {
1797         struct mem_cgroup *memcg;
1798         unsigned long flags;
1799
1800         /*
1801          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1802          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1803          * because page moving starts with an RCU grace period.
1804          *
1805          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1806          * the page state that is going to change is the only thing
1807          * preventing the page from being uncharged.
1808          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1809          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1810          * account transaction might be complete.
1811          */
1812         rcu_read_lock();
1813
1814         if (mem_cgroup_disabled())
1815                 return NULL;
1816 again:
1817         memcg = page->mem_cgroup;
1818         if (unlikely(!memcg))
1819                 return NULL;
1820
1821         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1822                 return memcg;
1823
1824         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1825         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1826                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1827                 goto again;
1828         }
1829
1830         /*
1831          * When charge migration first begins, we can have locked and
1832          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1833          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1834          */
1835         memcg->move_lock_task = current;
1836         memcg->move_lock_flags = flags;
1837
1838         return memcg;
1839 }
1840 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1841
1842 /**
1843  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1844  * @memcg: the memcg that was accounted against
1845  */
1846 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1847 {
1848         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1849                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1850
1851                 memcg->move_lock_task = NULL;
1852                 memcg->move_lock_flags = 0;
1853
1854                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1855         }
1856
1857         rcu_read_unlock();
1858 }
1859 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1860
1861 /*
1862  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1863  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1864  */
1865 #define CHARGE_BATCH    32U
1866 struct memcg_stock_pcp {
1867         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1868         unsigned int nr_pages;
1869         struct work_struct work;
1870         unsigned long flags;
1871 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1872 };
1873 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1874 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1875
1876 /**
1877  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1878  * @memcg: memcg to consume from.
1879  * @nr_pages: how many pages to charge.
1880  *
1881  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1882  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1883  * service an allocation will refill the stock.
1884  *
1885  * returns true if successful, false otherwise.
1886  */
1887 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1888 {
1889         struct memcg_stock_pcp *stock;
1890         bool ret = false;
1891
1892         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1893                 return ret;
1894
1895         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1896         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1897                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1898                 ret = true;
1899         }
1900         put_cpu_var(memcg_stock);
1901         return ret;
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1906  */
1907 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1908 {
1909         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1910
1911         if (stock->nr_pages) {
1912                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1913                 if (do_swap_account)
1914                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1915                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1916                 stock->nr_pages = 0;
1917         }
1918         stock->cached = NULL;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1923  * a thread which is pinned to local cpu.
1924  */
1925 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1926 {
1927         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1928         drain_stock(stock);
1929         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1934  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1935  */
1936 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1937 {
1938         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1939
1940         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1941                 drain_stock(stock);
1942                 stock->cached = memcg;
1943         }
1944         stock->nr_pages += nr_pages;
1945         put_cpu_var(memcg_stock);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1950  * of the hierarchy under it.
1951  */
1952 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1953 {
1954         int cpu, curcpu;
1955
1956         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1957         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1958                 return;
1959         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1960         get_online_cpus();
1961         curcpu = get_cpu();
1962         for_each_online_cpu(cpu) {
1963                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1964                 struct mem_cgroup *memcg;
1965
1966                 memcg = stock->cached;
1967                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1968                         continue;
1969                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1970                         continue;
1971                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1972                         if (cpu == curcpu)
1973                                 drain_local_stock(&stock->work);
1974                         else
1975                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1976                 }
1977         }
1978         put_cpu();
1979         put_online_cpus();
1980         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1981 }
1982
1983 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1984                                         unsigned long action,
1985                                         void *hcpu)
1986 {
1987         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1988         struct memcg_stock_pcp *stock;
1989
1990         if (action == CPU_ONLINE)
1991                 return NOTIFY_OK;
1992
1993         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1994                 return NOTIFY_OK;
1995
1996         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1997         drain_stock(stock);
1998         return NOTIFY_OK;
1999 }
2000
2001 /*
2002  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2003  * and reclaims memory over the high limit.
2004  */
2005 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2006 {
2007         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2008         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2009
2010         if (likely(!nr_pages))
2011                 return;
2012
2013         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2014
2015         do {
2016                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2017                         continue;
2018                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2019                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2020         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2021
2022         css_put(&memcg->css);
2023         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2024 }
2025
2026 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2027                       unsigned int nr_pages)
2028 {
2029         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2030         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2031         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2032         struct page_counter *counter;
2033         unsigned long nr_reclaimed;
2034         bool may_swap = true;
2035         bool drained = false;
2036
2037         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2038                 return 0;
2039 retry:
2040         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2041                 return 0;
2042
2043         if (!do_swap_account ||
2044             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2045                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2046                         goto done_restock;
2047                 if (do_swap_account)
2048                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2049                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2050         } else {
2051                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2052                 may_swap = false;
2053         }
2054
2055         if (batch > nr_pages) {
2056                 batch = nr_pages;
2057                 goto retry;
2058         }
2059
2060         /*
2061          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2062          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2063          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2064          * free their memory.
2065          */
2066         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2067                      fatal_signal_pending(current) ||
2068                      current->flags & PF_EXITING))
2069                 goto force;
2070
2071         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2072                 goto nomem;
2073
2074         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2075                 goto nomem;
2076
2077         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2078
2079         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2080                                                     gfp_mask, may_swap);
2081
2082         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2083                 goto retry;
2084
2085         if (!drained) {
2086                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2087                 drained = true;
2088                 goto retry;
2089         }
2090
2091         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2092                 goto nomem;
2093         /*
2094          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2095          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2096          * before killing the task.
2097          *
2098          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2099          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2100          * to regular pages anyway in case of failure.
2101          */
2102         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2103                 goto retry;
2104         /*
2105          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2106          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2107          */
2108         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2109                 goto retry;
2110
2111         if (nr_retries--)
2112                 goto retry;
2113
2114         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2115                 goto force;
2116
2117         if (fatal_signal_pending(current))
2118                 goto force;
2119
2120         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2121
2122         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2123                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2124 nomem:
2125         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2126                 return -ENOMEM;
2127 force:
2128         /*
2129          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2130          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2131          * temporarily by force charging it.
2132          */
2133         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2134         if (do_swap_account)
2135                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2136         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2137
2138         return 0;
2139
2140 done_restock:
2141         css_get_many(&memcg->css, batch);
2142         if (batch > nr_pages)
2143                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2144
2145         /*
2146          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2147          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2148          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2149          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2150          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2151          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2152          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2153          */
2154         do {
2155                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2156                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2157                         set_notify_resume(current);
2158                         break;
2159                 }
2160         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2161
2162         return 0;
2163 }
2164
2165 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2166 {
2167         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2168                 return;
2169
2170         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2171         if (do_swap_account)
2172                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2173
2174         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2175 }
2176
2177 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2178 {
2179         struct zone *zone = page_zone(page);
2180
2181         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2182         if (PageLRU(page)) {
2183                 struct lruvec *lruvec;
2184
2185                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2186                 ClearPageLRU(page);
2187                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2188                 *isolated = 1;
2189         } else
2190                 *isolated = 0;
2191 }
2192
2193 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2194 {
2195         struct zone *zone = page_zone(page);
2196
2197         if (isolated) {
2198                 struct lruvec *lruvec;
2199
2200                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2201                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2202                 SetPageLRU(page);
2203                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2204         }
2205         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2206 }
2207
2208 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2209                           bool lrucare)
2210 {
2211         int isolated;
2212
2213         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2214
2215         /*
2216          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2217          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2218          */
2219         if (lrucare)
2220                 lock_page_lru(page, &isolated);
2221
2222         /*
2223          * Nobody should be changing or seriously looking at
2224          * page->mem_cgroup at this point:
2225          *
2226          * - the page is uncharged
2227          *
2228          * - the page is off-LRU
2229          *
2230          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2231          *   a locked page table
2232          *
2233          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2234          *   have the page locked
2235          */
2236         page->mem_cgroup = memcg;
2237
2238         if (lrucare)
2239                 unlock_page_lru(page, isolated);
2240 }
2241
2242 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2243 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2244 {
2245         int id, size;
2246         int err;
2247
2248         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2249                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2250         if (id < 0)
2251                 return id;
2252
2253         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2254                 return id;
2255
2256         /*
2257          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2258          * so we have to grow them.
2259          */
2260         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2261
2262         size = 2 * (id + 1);
2263         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2264                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2265         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2266                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2267
2268         err = memcg_update_all_caches(size);
2269         if (!err)
2270                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2271         if (!err)
2272                 memcg_nr_cache_ids = size;
2273
2274         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2275
2276         if (err) {
2277                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2278                 return err;
2279         }
2280         return id;
2281 }
2282
2283 static void memcg_free_cache_id(int id)
2284 {
2285         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2286 }
2287
2288 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2289         struct mem_cgroup *memcg;
2290         struct kmem_cache *cachep;
2291         struct work_struct work;
2292 };
2293
2294 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2295 {
2296         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2297                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2298         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2299         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2300
2301         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2302
2303         css_put(&memcg->css);
2304         kfree(cw);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2309  */
2310 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2311                                                struct kmem_cache *cachep)
2312 {
2313         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2314
2315         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2316         if (!cw)
2317                 return;
2318
2319         css_get(&memcg->css);
2320
2321         cw->memcg = memcg;
2322         cw->cachep = cachep;
2323         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2324
2325         schedule_work(&cw->work);
2326 }
2327
2328 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2329                                              struct kmem_cache *cachep)
2330 {
2331         /*
2332          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2333          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2334          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2335          *
2336          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2337          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2338          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2339          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2340          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2341          */
2342         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2343         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2344         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2345 }
2346
2347 /*
2348  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2349  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2350  *
2351  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2352  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2353  * in a workqueue.
2354  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2355  * the original cache.
2356  *
2357  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2358  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2359  */
2360 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2361 {
2362         struct mem_cgroup *memcg;
2363         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2364         int kmemcg_id;
2365
2366         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2367
2368         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2369                 return cachep;
2370
2371         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2372         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2373         if (kmemcg_id < 0)
2374                 goto out;
2375
2376         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2377         if (likely(memcg_cachep))
2378                 return memcg_cachep;
2379
2380         /*
2381          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2382          * context), we could be be predictable and return right away.
2383          * This would guarantee that the allocation being performed
2384          * already belongs in the new cache.
2385          *
2386          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2387          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2388          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2389          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2390          * defer everything.
2391          */
2392         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2393 out:
2394         css_put(&memcg->css);
2395         return cachep;
2396 }
2397
2398 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2399 {
2400         if (!is_root_cache(cachep))
2401                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2402 }
2403
2404 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2405                               struct mem_cgroup *memcg)
2406 {
2407         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2408         struct page_counter *counter;
2409         int ret;
2410
2411         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2412                 return 0;
2413
2414         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2415                 return -ENOMEM;
2416
2417         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2418         if (ret) {
2419                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2420                 return ret;
2421         }
2422
2423         page->mem_cgroup = memcg;
2424
2425         return 0;
2426 }
2427
2428 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2429 {
2430         struct mem_cgroup *memcg;
2431         int ret;
2432
2433         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2434         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2435         css_put(&memcg->css);
2436         return ret;
2437 }
2438
2439 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2440 {
2441         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2442         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2443
2444         if (!memcg)
2445                 return;
2446
2447         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2448
2449         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2450         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2451         if (do_swap_account)
2452                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2453
2454         page->mem_cgroup = NULL;
2455         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2456 }
2457 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2458
2459 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2460
2461 /*
2462  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2463  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2464  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2465  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2466  */
2467 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2468 {
2469         int i;
2470
2471         if (mem_cgroup_disabled())
2472                 return;
2473
2474         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2475                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2476
2477         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2478                        HPAGE_PMD_NR);
2479 }
2480 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2481
2482 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2483 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2484                                          bool charge)
2485 {
2486         int val = (charge) ? 1 : -1;
2487         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2488 }
2489
2490 /**
2491  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2492  * @entry: swap entry to be moved
2493  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2494  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2495  *
2496  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2497  * as the mem_cgroup's id of @from.
2498  *
2499  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2500  *
2501  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2502  * both res and memsw, and called css_get().
2503  */
2504 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2505                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2506 {
2507         unsigned short old_id, new_id;
2508
2509         old_id = mem_cgroup_id(from);
2510         new_id = mem_cgroup_id(to);
2511
2512         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2513                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2514                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2515                 return 0;
2516         }
2517         return -EINVAL;
2518 }
2519 #else
2520 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2521                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2522 {
2523         return -EINVAL;
2524 }
2525 #endif
2526
2527 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2528
2529 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2530                                    unsigned long limit)
2531 {
2532         unsigned long curusage;
2533         unsigned long oldusage;
2534         bool enlarge = false;
2535         int retry_count;
2536         int ret;
2537
2538         /*
2539          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2540          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2541          * of # of children which we should visit in this loop.
2542          */
2543         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2544                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2545
2546         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2547
2548         do {
2549                 if (signal_pending(current)) {
2550                         ret = -EINTR;
2551                         break;
2552                 }
2553
2554                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2555                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2556                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2557                         ret = -EINVAL;
2558                         break;
2559                 }
2560                 if (limit > memcg->memory.limit)
2561                         enlarge = true;
2562                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2563                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2564
2565                 if (!ret)
2566                         break;
2567
2568                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2569
2570                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2571                 /* Usage is reduced ? */
2572                 if (curusage >= oldusage)
2573                         retry_count--;
2574                 else
2575                         oldusage = curusage;
2576         } while (retry_count);
2577
2578         if (!ret && enlarge)
2579                 memcg_oom_recover(memcg);
2580
2581         return ret;
2582 }
2583
2584 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2585                                          unsigned long limit)
2586 {
2587         unsigned long curusage;
2588         unsigned long oldusage;
2589         bool enlarge = false;
2590         int retry_count;
2591         int ret;
2592
2593         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2594         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2595                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2596
2597         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2598
2599         do {
2600                 if (signal_pending(current)) {
2601                         ret = -EINTR;
2602                         break;
2603                 }
2604
2605                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2606                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2607                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2608                         ret = -EINVAL;
2609                         break;
2610                 }
2611                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2612                         enlarge = true;
2613                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2614                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2615
2616                 if (!ret)
2617                         break;
2618
2619                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2620
2621                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2622                 /* Usage is reduced ? */
2623                 if (curusage >= oldusage)
2624                         retry_count--;
2625                 else
2626                         oldusage = curusage;
2627         } while (retry_count);
2628
2629         if (!ret && enlarge)
2630                 memcg_oom_recover(memcg);
2631
2632         return ret;
2633 }
2634
2635 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2636                                             gfp_t gfp_mask,
2637                                             unsigned long *total_scanned)
2638 {
2639         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2640         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2641         unsigned long reclaimed;
2642         int loop = 0;
2643         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2644         unsigned long excess;
2645         unsigned long nr_scanned;
2646
2647         if (order > 0)
2648                 return 0;
2649
2650         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2651         /*
2652          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2653          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2654          * pressure
2655          */
2656         do {
2657                 if (next_mz)
2658                         mz = next_mz;
2659                 else
2660                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2661                 if (!mz)
2662                         break;
2663
2664                 nr_scanned = 0;
2665                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2666                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2667                 nr_reclaimed += reclaimed;
2668                 *total_scanned += nr_scanned;
2669                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2670                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2671
2672                 /*
2673                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2674                  * it is time to move on to the next cgroup
2675                  */
2676                 next_mz = NULL;
2677                 if (!reclaimed)
2678                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2679
2680                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2681                 /*
2682                  * One school of thought says that we should not add
2683                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2684                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2685                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2686                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2687                  * term TODO.
2688                  */
2689                 /* If excess == 0, no tree ops */
2690                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2691                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2692                 css_put(&mz->memcg->css);
2693                 loop++;
2694                 /*
2695                  * Could not reclaim anything and there are no more
2696                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2697                  * reclaiming anything.
2698                  */
2699                 if (!nr_reclaimed &&
2700                         (next_mz == NULL ||
2701                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2702                         break;
2703         } while (!nr_reclaimed);
2704         if (next_mz)
2705                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2706         return nr_reclaimed;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2711  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2712  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2713  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2714  */
2715 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2716 {
2717         bool ret;
2718
2719         /*
2720          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2721          * it prevents a new child from being initialized based on this
2722          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2723          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2724          */
2725         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2726
2727         rcu_read_lock();
2728         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2729         rcu_read_unlock();
2730         return ret;
2731 }
2732
2733 /*
2734  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2735  * the rest to the parent.
2736  *
2737  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2738  */
2739 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2740 {
2741         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2742
2743         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2744         lru_add_drain_all();
2745         /* try to free all pages in this cgroup */
2746         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2747                 int progress;
2748
2749                 if (signal_pending(current))
2750                         return -EINTR;
2751
2752                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2753                                                         GFP_KERNEL, true);
2754                 if (!progress) {
2755                         nr_retries--;
2756                         /* maybe some writeback is necessary */
2757                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2758                 }
2759
2760         }
2761
2762         return 0;
2763 }
2764
2765 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2766                                             char *buf, size_t nbytes,
2767                                             loff_t off)
2768 {
2769         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2770
2771         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2772                 return -EINVAL;
2773         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2774 }
2775
2776 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2777                                      struct cftype *cft)
2778 {
2779         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2780 }
2781
2782 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2783                                       struct cftype *cft, u64 val)
2784 {
2785         int retval = 0;
2786         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2787         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2788
2789         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2790
2791         if (memcg->use_hierarchy == val)
2792                 goto out;
2793
2794         /*
2795          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2796          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2797          * occur, provided the current cgroup has no children.
2798          *
2799          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2800          * set if there are no children.
2801          */
2802         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2803                                 (val == 1 || val == 0)) {
2804                 if (!memcg_has_children(memcg))
2805                         memcg->use_hierarchy = val;
2806                 else
2807                         retval = -EBUSY;
2808         } else
2809                 retval = -EINVAL;
2810
2811 out:
2812         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2813
2814         return retval;
2815 }
2816
2817 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2818                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2819 {
2820         struct mem_cgroup *iter;
2821         unsigned long val = 0;
2822
2823         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2824                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2825
2826         return val;
2827 }
2828
2829 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2830 {
2831         unsigned long val;
2832
2833         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2834                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2835                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2836                 if (swap)
2837                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2838         } else {
2839                 if (!swap)
2840                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2841                 else
2842                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2843         }
2844         return val;
2845 }
2846
2847 enum {
2848         RES_USAGE,
2849         RES_LIMIT,
2850         RES_MAX_USAGE,
2851         RES_FAILCNT,
2852         RES_SOFT_LIMIT,
2853 };
2854
2855 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2856                                struct cftype *cft)
2857 {
2858         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2859         struct page_counter *counter;
2860
2861         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2862         case _MEM:
2863                 counter = &memcg->memory;
2864                 break;
2865         case _MEMSWAP:
2866                 counter = &memcg->memsw;
2867                 break;
2868         case _KMEM:
2869                 counter = &memcg->kmem;
2870                 break;
2871         default:
2872                 BUG();
2873         }
2874
2875         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2876         case RES_USAGE:
2877                 if (counter == &memcg->memory)
2878                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2879                 if (counter == &memcg->memsw)
2880                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2881                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2882         case RES_LIMIT:
2883                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2884         case RES_MAX_USAGE:
2885                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2886         case RES_FAILCNT:
2887                 return counter->failcnt;
2888         case RES_SOFT_LIMIT:
2889                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2890         default:
2891                 BUG();
2892         }
2893 }
2894
2895 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2896 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2897                                unsigned long nr_pages)
2898 {
2899         int err = 0;
2900         int memcg_id;
2901
2902         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2903         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2904         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2905
2906         /*
2907          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2908          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2909          * already joined.
2910          *
2911          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2912          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2913          * place, which makes the value quite meaningless.
2914          *
2915          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2916          * of course permitted.
2917          */
2918         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2919         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2920             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2921                 err = -EBUSY;
2922         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2923         if (err)
2924                 goto out;
2925
2926         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2927         if (memcg_id < 0) {
2928                 err = memcg_id;
2929                 goto out;
2930         }
2931
2932         /*
2933          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2934          * activated yet, so this should succeed.
2935          */
2936         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2937         VM_BUG_ON(err);
2938
2939         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2940         /*
2941          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2942          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2943          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2944          * patched.
2945          */
2946         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2947         memcg->kmem_acct_activated = true;
2948         memcg->kmem_acct_active = true;
2949 out:
2950         return err;
2951 }
2952
2953 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2954                                    unsigned long limit)
2955 {
2956         int ret;
2957
2958         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2959         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2960                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2961         else
2962                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2963         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2964         return ret;
2965 }
2966
2967 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2968 {
2969         int ret = 0;
2970         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2971
2972         if (!parent)
2973                 return 0;
2974
2975         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2976         /*
2977          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2978          * after this point, because it has at least one child already.
2979          */
2980         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2981                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2982         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2983         return ret;
2984 }
2985 #else
2986 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2987                                    unsigned long limit)
2988 {
2989         return -EINVAL;
2990 }
2991 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2992
2993 /*
2994  * The user of this function is...
2995  * RES_LIMIT.
2996  */
2997 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2998                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2999 {
3000         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3001         unsigned long nr_pages;
3002         int ret;
3003
3004         buf = strstrip(buf);
3005         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3006         if (ret)
3007                 return ret;
3008
3009         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3010         case RES_LIMIT:
3011                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3012                         ret = -EINVAL;
3013                         break;
3014                 }
3015                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3016                 case _MEM:
3017                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3018                         break;
3019                 case _MEMSWAP:
3020                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3021                         break;
3022                 case _KMEM:
3023                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3024                         break;
3025                 }
3026                 break;
3027         case RES_SOFT_LIMIT:
3028                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3029                 ret = 0;
3030                 break;
3031         }
3032         return ret ?: nbytes;
3033 }
3034
3035 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3036                                 size_t nbytes, loff_t off)
3037 {
3038         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3039         struct page_counter *counter;
3040
3041         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3042         case _MEM:
3043                 counter = &memcg->memory;
3044                 break;
3045         case _MEMSWAP:
3046                 counter = &memcg->memsw;
3047                 break;
3048         case _KMEM:
3049                 counter = &memcg->kmem;
3050                 break;
3051         default:
3052                 BUG();
3053         }
3054
3055         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3056         case RES_MAX_USAGE:
3057                 page_counter_reset_watermark(counter);
3058                 break;
3059         case RES_FAILCNT:
3060                 counter->failcnt = 0;
3061                 break;
3062         default:
3063                 BUG();
3064         }
3065
3066         return nbytes;
3067 }
3068
3069 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3070                                         struct cftype *cft)
3071 {
3072         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3073 }
3074
3075 #ifdef CONFIG_MMU
3076 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3077                                         struct cftype *cft, u64 val)
3078 {
3079         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3080
3081         if (val & ~MOVE_MASK)
3082                 return -EINVAL;
3083
3084         /*
3085          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3086          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3087          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3088          * affect task migrations starting after the change.
3089          */
3090         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3091         return 0;
3092 }
3093 #else
3094 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3095                                         struct cftype *cft, u64 val)
3096 {
3097         return -ENOSYS;
3098 }
3099 #endif
3100
3101 #ifdef CONFIG_NUMA
3102 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3103 {
3104         struct numa_stat {
3105                 const char *name;
3106                 unsigned int lru_mask;
3107         };
3108
3109         static const struct numa_stat stats[] = {
3110                 { "total", LRU_ALL },
3111                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3112                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3113                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3114         };
3115         const struct numa_stat *stat;
3116         int nid;
3117         unsigned long nr;
3118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3119
3120         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3121                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3122                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3123                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3124                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3125                                                           stat->lru_mask);
3126                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3127                 }
3128                 seq_putc(m, '\n');
3129         }
3130
3131         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3132                 struct mem_cgroup *iter;
3133
3134                 nr = 0;
3135                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3136                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3137                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3138                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3139                         nr = 0;
3140                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3141                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3142                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3143                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3144                 }
3145                 seq_putc(m, '\n');
3146         }
3147
3148         return 0;
3149 }
3150 #endif /* CONFIG_NUMA */
3151
3152 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3153 {
3154         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3155         unsigned long memory, memsw;
3156         struct mem_cgroup *mi;
3157         unsigned int i;
3158
3159         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3160                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3161         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3162                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3163         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3164
3165         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3166                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3167                         continue;
3168                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3169                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3170         }
3171
3172         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3173                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3174                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3175
3176         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3177                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3178                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3179
3180         /* Hierarchical information */
3181         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3182         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3183                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3184                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3185         }
3186         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3187                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3188         if (do_swap_account)
3189                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3190                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3191
3192         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3193                 unsigned long long val = 0;
3194
3195                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3196                         continue;
3197                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3198                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3199                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3200         }
3201
3202         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3203                 unsigned long long val = 0;
3204
3205                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3206                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3207                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3208                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3209         }
3210
3211         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3212                 unsigned long long val = 0;
3213
3214                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3215                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3216                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3217         }
3218
3219 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3220         {
3221                 int nid, zid;
3222                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3223                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3224                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3225                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3226
3227                 for_each_online_node(nid)
3228                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3229                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3230                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3231
3232                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3233                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3234                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3235                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3236                         }
3237                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3238                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3239                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3240                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3241         }
3242 #endif
3243
3244         return 0;
3245 }
3246
3247 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3248                                       struct cftype *cft)
3249 {
3250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3251
3252         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3253 }
3254
3255 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3256                                        struct cftype *cft, u64 val)
3257 {
3258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3259
3260         if (val > 100)
3261                 return -EINVAL;
3262
3263         if (css->parent)
3264                 memcg->swappiness = val;
3265         else
3266                 vm_swappiness = val;
3267
3268         return 0;
3269 }
3270
3271 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3272 {
3273         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3274         unsigned long usage;
3275         int i;
3276
3277         rcu_read_lock();
3278         if (!swap)
3279                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3280         else
3281                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3282
3283         if (!t)
3284                 goto unlock;
3285
3286         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3287
3288         /*
3289          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3290          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3291          * call of __mem_cgroup_threshold().
3292          */
3293         i = t->current_threshold;
3294
3295         /*
3296          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3297          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3298          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3299          * only one element of the array here.
3300          */
3301         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3302                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3303
3304         /* i = current_threshold + 1 */
3305         i++;
3306
3307         /*
3308          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3309          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3310          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3311          * only one element of the array here.
3312          */
3313         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3314                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3315
3316         /* Update current_threshold */
3317         t->current_threshold = i - 1;
3318 unlock:
3319         rcu_read_unlock();
3320 }
3321
3322 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3323 {
3324         while (memcg) {
3325                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3326                 if (do_swap_account)
3327                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3328
3329                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3330         }
3331 }
3332
3333 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3334 {
3335         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3336         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3337
3338         if (_a->threshold > _b->threshold)
3339                 return 1;
3340
3341         if (_a->threshold < _b->threshold)
3342                 return -1;
3343
3344         return 0;
3345 }
3346
3347 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3348 {
3349         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3350
3351         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3352
3353         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3354                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3355
3356         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3357         return 0;
3358 }
3359
3360 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3361 {
3362         struct mem_cgroup *iter;
3363
3364         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3365                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3366 }
3367
3368 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3369         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3370 {
3371         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3372         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3373         unsigned long threshold;
3374         unsigned long usage;
3375         int i, size, ret;
3376
3377         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3378         if (ret)
3379                 return ret;
3380
3381         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3382
3383         if (type == _MEM) {
3384                 thresholds = &memcg->thresholds;
3385                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3386         } else if (type == _MEMSWAP) {
3387                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3388                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3389         } else
3390                 BUG();
3391
3392         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3393         if (thresholds->primary)
3394                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3395
3396         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3397
3398         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3399         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3400                         GFP_KERNEL);
3401         if (!new) {
3402                 ret = -ENOMEM;
3403                 goto unlock;
3404         }
3405         new->size = size;
3406
3407         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3408         if (thresholds->primary) {
3409                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3410                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3411         }
3412
3413         /* Add new threshold */
3414         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3415         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3416
3417         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3418         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3419                         compare_thresholds, NULL);
3420
3421         /* Find current threshold */
3422         new->current_threshold = -1;
3423         for (i = 0; i < size; i++) {
3424                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3425                         /*
3426                          * new->current_threshold will not be used until
3427                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3428                          * it here.
3429                          */
3430                         ++new->current_threshold;
3431                 } else
3432                         break;
3433         }
3434
3435         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3436         kfree(thresholds->spare);
3437         thresholds->spare = thresholds->primary;
3438
3439         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3440
3441         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3442         synchronize_rcu();
3443
3444 unlock:
3445         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3446
3447         return ret;
3448 }
3449
3450 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3451         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3452 {
3453         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3454 }
3455
3456 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3457         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3458 {
3459         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3460 }
3461
3462 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3463         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3464 {
3465         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3466         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3467         unsigned long usage;
3468         int i, j, size;
3469
3470         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3471
3472         if (type == _MEM) {
3473                 thresholds = &memcg->thresholds;
3474                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3475         } else if (type == _MEMSWAP) {
3476                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3477                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3478         } else
3479                 BUG();
3480
3481         if (!thresholds->primary)
3482                 goto unlock;
3483
3484         /* Check if a threshold crossed before removing */
3485         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3486
3487         /* Calculate new number of threshold */
3488         size = 0;
3489         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3490                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3491                         size++;
3492         }
3493
3494         new = thresholds->spare;
3495
3496         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3497         if (!size) {
3498                 kfree(new);
3499                 new = NULL;
3500                 goto swap_buffers;
3501         }
3502
3503         new->size = size;
3504
3505         /* Copy thresholds and find current threshold */
3506         new->current_threshold = -1;
3507         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3508                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3509                         continue;
3510
3511                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3512                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3513                         /*
3514                          * new->current_threshold will not be used
3515                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3516                          * it here.
3517                          */
3518                         ++new->current_threshold;
3519                 }
3520                 j++;
3521         }
3522
3523 swap_buffers:
3524         /* Swap primary and spare array */
3525         thresholds->spare = thresholds->primary;
3526
3527         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3528
3529         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3530         synchronize_rcu();
3531
3532         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3533         if (!new) {
3534                 kfree(thresholds->spare);
3535                 thresholds->spare = NULL;
3536         }
3537 unlock:
3538         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3539 }
3540
3541 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3542         struct eventfd_ctx *eventfd)
3543 {
3544         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3545 }
3546
3547 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3548         struct eventfd_ctx *eventfd)
3549 {
3550         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3551 }
3552
3553 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3554         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3555 {
3556         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3557
3558         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3559         if (!event)
3560                 return -ENOMEM;
3561
3562         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3563
3564         event->eventfd = eventfd;
3565         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3566
3567         /* already in OOM ? */
3568         if (memcg->under_oom)
3569                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3570         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3571
3572         return 0;
3573 }
3574
3575 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3576         struct eventfd_ctx *eventfd)
3577 {
3578         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3579
3580         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3581
3582         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3583                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3584                         list_del(&ev->list);
3585                         kfree(ev);
3586                 }
3587         }
3588
3589         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3590 }
3591
3592 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3593 {
3594         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3595
3596         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3597         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3598         return 0;
3599 }
3600
3601 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3602         struct cftype *cft, u64 val)
3603 {
3604         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3605
3606         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3607         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3608                 return -EINVAL;
3609
3610         memcg->oom_kill_disable = val;
3611         if (!val)
3612                 memcg_oom_recover(memcg);
3613
3614         return 0;
3615 }
3616
3617 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3618 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3619 {
3620         int ret;
3621
3622         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3623         if (ret)
3624                 return ret;
3625
3626         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3627 }
3628
3629 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3630 {
3631         struct cgroup_subsys_state *css;
3632         struct mem_cgroup *parent, *child;
3633         int kmemcg_id;
3634
3635         if (!memcg->kmem_acct_active)
3636                 return;
3637
3638         /*
3639          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3640          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3641          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3642          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3643          */
3644         memcg->kmem_acct_active = false;
3645
3646         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3647
3648         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3649         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3650
3651         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3652         if (!parent)
3653                 parent = root_mem_cgroup;
3654
3655         /*
3656          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3657          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3658          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3659          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3660          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3661          * memcg_drain_all_list_lrus().
3662          */
3663         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3664                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3665                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3666                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3667                 if (!memcg->use_hierarchy)
3668                         break;
3669         }
3670         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3671
3672         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3673 }
3674
3675 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3676 {
3677         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3678                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3679                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3680                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3681         }
3682         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3683 }
3684 #else
3685 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3686 {
3687         return 0;
3688 }
3689
3690 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3691 {
3692 }
3693
3694 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3695 {
3696 }
3697 #endif
3698
3699 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3700
3701 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3702 {
3703         return &memcg->cgwb_list;
3704 }
3705
3706 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3707 {
3708         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3709 }
3710
3711 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3712 {
3713         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3714 }
3715
3716 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3717 {
3718         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3719 }
3720
3721 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3722 {
3723         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3724
3725         if (!memcg->css.parent)
3726                 return NULL;
3727
3728         return &memcg->cgwb_domain;
3729 }
3730
3731 /**
3732  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3733  * @wb: bdi_writeback in question
3734  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3735  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3736  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3737  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3738  *
3739  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3740  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3741  * is a bit more involved.
3742  *
3743  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3744  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3745  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3746  * available memory in the system.  The caller should further cap
3747  * *@pheadroom accordingly.
3748  */
3749 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3750                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3751                          unsigned long *pwriteback)
3752 {
3753         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3754         struct mem_cgroup *parent;
3755
3756         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3757
3758         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3759         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3760         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3761                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3762         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3763
3764         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3765                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3766                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3767
3768                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3769                 memcg = parent;
3770         }
3771 }
3772
3773 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3774
3775 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3776 {
3777         return 0;
3778 }
3779
3780 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3781 {
3782 }
3783
3784 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3785 {
3786 }
3787
3788 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3789
3790 /*
3791  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3792  *
3793  * "cgroup.event_control" implementation.
3794  *
3795  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3796  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3797  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3798  *
3799  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3800  * possible.
3801  */
3802
3803 /*
3804  * Unregister event and free resources.
3805  *
3806  * Gets called from workqueue.
3807  */
3808 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3809 {
3810         struct mem_cgroup_event *event =
3811                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3812         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3813
3814         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3815
3816         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3817
3818         /* Notify userspace the event is going away. */
3819         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3820
3821         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3822         kfree(event);
3823         css_put(&memcg->css);
3824 }
3825
3826 /*
3827  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3828  *
3829  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3830  */
3831 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3832                             int sync, void *key)
3833 {
3834         struct mem_cgroup_event *event =
3835                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3836         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3837         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3838
3839         if (flags & POLLHUP) {
3840                 /*
3841                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3842                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3843                  * for us.
3844                  *
3845                  * We can't race against event freeing since the other
3846                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3847                  * which we hold.
3848                  */
3849                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3850                 if (!list_empty(&event->list)) {
3851                         list_del_init(&event->list);
3852                         /*
3853                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3854                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3855                          */
3856                         schedule_work(&event->remove);
3857                 }
3858                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3859         }
3860
3861         return 0;
3862 }
3863
3864 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3865                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3866 {
3867         struct mem_cgroup_event *event =
3868                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3869
3870         event->wqh = wqh;
3871         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3872 }
3873
3874 /*
3875  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3876  *
3877  * Parse input and register new cgroup event handler.
3878  *
3879  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3880  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3881  */
3882 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3883                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3884 {
3885         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3886         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3887         struct mem_cgroup_event *event;
3888         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3889         unsigned int efd, cfd;
3890         struct fd efile;
3891         struct fd cfile;
3892         const char *name;
3893         char *endp;
3894         int ret;
3895
3896         buf = strstrip(buf);
3897
3898         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3899         if (*endp != ' ')
3900                 return -EINVAL;
3901         buf = endp + 1;
3902
3903         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3904         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3905                 return -EINVAL;
3906         buf = endp + 1;
3907
3908         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3909         if (!event)
3910                 return -ENOMEM;
3911
3912         event->memcg = memcg;
3913         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3914         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3915         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3916         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3917
3918         efile = fdget(efd);
3919         if (!efile.file) {
3920                 ret = -EBADF;
3921                 goto out_kfree;
3922         }
3923
3924         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3925         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3926                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3927                 goto out_put_efile;
3928         }
3929
3930         cfile = fdget(cfd);
3931         if (!cfile.file) {
3932                 ret = -EBADF;
3933                 goto out_put_eventfd;
3934         }
3935
3936         /* the process need read permission on control file */
3937         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3938         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3939         if (ret < 0)
3940                 goto out_put_cfile;
3941
3942         /*
3943          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3944          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3945          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3946          * is for compatibility anyway.
3947          *
3948          * DO NOT ADD NEW FILES.
3949          */
3950         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3951
3952         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3953                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3954                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3955         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3956                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3957                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3958         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3959                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3960                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3961         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3962                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3963                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3964         } else {
3965                 ret = -EINVAL;
3966                 goto out_put_cfile;
3967         }
3968
3969         /*
3970          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3971          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3972          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3973          */
3974         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3975                                                &memory_cgrp_subsys);
3976         ret = -EINVAL;
3977         if (IS_ERR(cfile_css))
3978                 goto out_put_cfile;
3979         if (cfile_css != css) {
3980                 css_put(cfile_css);
3981                 goto out_put_cfile;
3982         }
3983
3984         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3985         if (ret)
3986                 goto out_put_css;
3987
3988         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3989
3990         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3991         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3992         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3993
3994         fdput(cfile);
3995         fdput(efile);
3996
3997         return nbytes;
3998
3999 out_put_css:
4000         css_put(css);
4001 out_put_cfile:
4002         fdput(cfile);
4003 out_put_eventfd:
4004         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4005 out_put_efile:
4006         fdput(efile);
4007 out_kfree:
4008         kfree(event);
4009
4010         return ret;
4011 }
4012
4013 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4014         {
4015                 .name = "usage_in_bytes",
4016                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4017                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4018         },
4019         {
4020                 .name = "max_usage_in_bytes",
4021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4022                 .write = mem_cgroup_reset,
4023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4024         },
4025         {
4026                 .name = "limit_in_bytes",
4027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4028                 .write = mem_cgroup_write,
4029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4030         },
4031         {
4032                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4034                 .write = mem_cgroup_write,
4035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4036         },
4037         {
4038                 .name = "failcnt",
4039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4040                 .write = mem_cgroup_reset,
4041                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4042         },
4043         {
4044                 .name = "stat",
4045                 .seq_show = memcg_stat_show,
4046         },
4047         {
4048                 .name = "force_empty",
4049                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4050         },
4051         {
4052                 .name = "use_hierarchy",
4053                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4054                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4055         },
4056         {
4057                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4058                 .write = memcg_write_event_control,
4059                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "swappiness",
4063                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4064                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4068                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4069                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4070         },
4071         {
4072                 .name = "oom_control",
4073                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4074                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4075                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4076         },
4077         {
4078                 .name = "pressure_level",
4079         },
4080 #ifdef CONFIG_NUMA
4081         {
4082                 .name = "numa_stat",
4083                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4084         },
4085 #endif
4086 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4087         {
4088                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4090                 .write = mem_cgroup_write,
4091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4092         },
4093         {
4094                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4096                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4097         },
4098         {
4099                 .name = "kmem.failcnt",
4100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4101                 .write = mem_cgroup_reset,
4102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4103         },
4104         {
4105                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4107                 .write = mem_cgroup_reset,
4108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4109         },
4110 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4111         {
4112                 .name = "kmem.slabinfo",
4113                 .seq_start = slab_start,
4114                 .seq_next = slab_next,
4115                 .seq_stop = slab_stop,
4116                 .seq_show = memcg_slab_show,
4117         },
4118 #endif
4119 #endif
4120         { },    /* terminate */
4121 };
4122
4123 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4124 {
4125         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4126         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4127         int zone, tmp = node;
4128         /*
4129          * This routine is called against possible nodes.
4130          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4131          *
4132          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4133          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4134          *       function.
4135          */
4136         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4137                 tmp = -1;
4138         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4139         if (!pn)
4140                 return 1;
4141
4142         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4143                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4144                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4145                 mz->usage_in_excess = 0;
4146                 mz->on_tree = false;
4147                 mz->memcg = memcg;
4148         }
4149         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4150         return 0;
4151 }
4152
4153 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4154 {
4155         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4156 }
4157
4158 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4159 {
4160         struct mem_cgroup *memcg;
4161         size_t size;
4162
4163         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4164         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4165
4166         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4167         if (!memcg)
4168                 return NULL;
4169
4170         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4171         if (!memcg->stat)
4172                 goto out_free;
4173
4174         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4175                 goto out_free_stat;
4176
4177         return memcg;
4178
4179 out_free_stat:
4180         free_percpu(memcg->stat);
4181 out_free:
4182         kfree(memcg);
4183         return NULL;
4184 }
4185
4186 /*
4187  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4188  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4189  *
4190  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4191  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4192  * it goes down to 0.
4193  *
4194  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4195  */
4196
4197 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4198 {
4199         int node;
4200
4201         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4202
4203         for_each_node(node)
4204                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4205
4206         free_percpu(memcg->stat);
4207         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4208         kfree(memcg);
4209 }
4210
4211 /*
4212  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4213  */
4214 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4215 {
4216         if (!memcg->memory.parent)
4217                 return NULL;
4218         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4219 }
4220 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4221
4222 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4223 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4224 {
4225         struct mem_cgroup *memcg;
4226         long error = -ENOMEM;
4227         int node;
4228
4229         memcg = mem_cgroup_alloc();
4230         if (!memcg)
4231                 return ERR_PTR(error);
4232
4233         for_each_node(node)
4234                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4235                         goto free_out;
4236
4237         /* root ? */
4238         if (parent_css == NULL) {
4239                 root_mem_cgroup = memcg;
4240                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4241                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4242                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4243                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4244                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4245                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4246         }
4247
4248         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4249         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4250         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4251         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4252         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4253         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4254         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4255         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4257         memcg->kmemcg_id = -1;
4258 #endif
4259 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4260         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4261 #endif
4262         return &memcg->css;
4263
4264 free_out:
4265         __mem_cgroup_free(memcg);
4266         return ERR_PTR(error);
4267 }
4268
4269 static int
4270 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4271 {
4272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4273         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4274         int ret;
4275
4276         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4277                 return -ENOSPC;
4278
4279         if (!parent)
4280                 return 0;
4281
4282         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4283
4284         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4285         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4286         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4287
4288         if (parent->use_hierarchy) {
4289                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4290                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4291                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4292                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4293                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4294
4295                 /*
4296                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4297                  * core guarantees its existence.
4298                  */
4299         } else {
4300                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4301                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4302                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4303                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4304                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4305                 /*
4306                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4307                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4308                  * unfortunate state in our controller.
4309                  */
4310                 if (parent != root_mem_cgroup)
4311                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4312         }
4313         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4314
4315         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4316         if (ret)
4317                 return ret;
4318
4319         /*
4320          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4321          * orders reading memcg->initialized against its callers
4322          * reading the memcg members.
4323          */
4324         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4325
4326         return 0;
4327 }
4328
4329 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4330 {
4331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4332         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4333
4334         /*
4335          * Unregister events and notify userspace.
4336          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4337          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4338          */
4339         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4340         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4341                 list_del_init(&event->list);
4342                 schedule_work(&event->remove);
4343         }
4344         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4345
4346         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4347
4348         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4349
4350         wb_memcg_offline(memcg);
4351 }
4352
4353 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4354 {
4355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4356
4357         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4358 }
4359
4360 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4361 {
4362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4363
4364         memcg_destroy_kmem(memcg);
4365         __mem_cgroup_free(memcg);
4366 }
4367
4368 /**
4369  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4370  * @css: the target css
4371  *
4372  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4373  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4374  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4375  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4376  * made visible again.
4377  *
4378  * The current implementation only resets the essential configurations.
4379  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4380  */
4381 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4382 {
4383         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4384
4385         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4386         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4387         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4388         memcg->low = 0;
4389         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4390         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4391         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4392 }
4393
4394 #ifdef CONFIG_MMU
4395 /* Handlers for move charge at task migration. */
4396 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4397 {
4398         int ret;
4399
4400         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4401         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4402         if (!ret) {
4403                 mc.precharge += count;
4404                 return ret;
4405         }
4406
4407         /* Try charges one by one with reclaim */
4408         while (count--) {
4409                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4410                 if (ret)
4411                         return ret;
4412                 mc.precharge++;
4413                 cond_resched();
4414         }
4415         return 0;
4416 }
4417
4418 /**
4419  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4420  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4421  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4422  * @ptent: the pte to be checked
4423  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4424  *
4425  * Returns
4426  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4427  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4428  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4429  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4430  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4431  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4432  *     in target->ent.
4433  *
4434  * Called with pte lock held.
4435  */
4436 union mc_target {
4437         struct page     *page;
4438         swp_entry_t     ent;
4439 };
4440
4441 enum mc_target_type {
4442         MC_TARGET_NONE = 0,
4443         MC_TARGET_PAGE,
4444         MC_TARGET_SWAP,
4445 };
4446
4447 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4448                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4449 {
4450         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4451
4452         if (!page || !page_mapped(page))
4453                 return NULL;
4454         if (PageAnon(page)) {
4455                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4456                         return NULL;
4457         } else {
4458                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4459                         return NULL;
4460         }
4461         if (!get_page_unless_zero(page))
4462                 return NULL;
4463
4464         return page;
4465 }
4466
4467 #ifdef CONFIG_SWAP
4468 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4469                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4470 {
4471         struct page *page = NULL;
4472         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4473
4474         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4475                 return NULL;
4476         /*
4477          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4478          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4479          */
4480         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4481         if (do_swap_account)
4482                 entry->val = ent.val;
4483
4484         return page;
4485 }
4486 #else
4487 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4488                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4489 {
4490         return NULL;
4491 }
4492 #endif
4493
4494 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4495                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4496 {
4497         struct page *page = NULL;
4498         struct address_space *mapping;
4499         pgoff_t pgoff;
4500
4501         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4502                 return NULL;
4503         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4504                 return NULL;
4505
4506         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4507         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4508
4509         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4510 #ifdef CONFIG_SWAP
4511         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4512         if (shmem_mapping(mapping)) {
4513                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4514                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4515                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4516                         if (do_swap_account)
4517                                 *entry = swp;
4518                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4519                 }
4520         } else
4521                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4522 #else
4523         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4524 #endif
4525         return page;
4526 }
4527
4528 /**
4529  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4530  * @page: the page
4531  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4532  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4533  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4534  *
4535  * The caller must confirm following.
4536  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4537  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4538  *
4539  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4540  * from old cgroup.
4541  */
4542 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4543                                    unsigned int nr_pages,
4544                                    struct mem_cgroup *from,
4545                                    struct mem_cgroup *to)
4546 {
4547         unsigned long flags;
4548         int ret;
4549         bool anon;
4550
4551         VM_BUG_ON(from == to);
4552         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4553         /*
4554          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4555          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4556          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4557          * hold it.
4558          */
4559         ret = -EBUSY;
4560         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4561                 goto out;
4562
4563         /*
4564          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4565          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4566          */
4567         if (!trylock_page(page))
4568                 goto out;
4569
4570         ret = -EINVAL;
4571         if (page->mem_cgroup != from)
4572                 goto out_unlock;
4573
4574         anon = PageAnon(page);
4575
4576         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4577
4578         if (!anon && page_mapped(page)) {
4579                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4580                                nr_pages);
4581                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4582                                nr_pages);
4583         }
4584
4585         /*
4586          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4587          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4588          * So mapping should be stable for dirty pages.
4589          */
4590         if (!anon && PageDirty(page)) {
4591                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4592
4593                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4594                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4595                                        nr_pages);
4596                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4597                                        nr_pages);
4598                 }
4599         }
4600
4601         if (PageWriteback(page)) {
4602                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4603                                nr_pages);
4604                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4605                                nr_pages);
4606         }
4607
4608         /*
4609          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4610          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4611          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4612          */
4613
4614         /* caller should have done css_get */
4615         page->mem_cgroup = to;
4616         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4617
4618         ret = 0;
4619
4620         local_irq_disable();
4621         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4622         memcg_check_events(to, page);
4623         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4624         memcg_check_events(from, page);
4625         local_irq_enable();
4626 out_unlock:
4627         unlock_page(page);
4628 out:
4629         return ret;
4630 }
4631
4632 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4633                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4634 {
4635         struct page *page = NULL;
4636         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4637         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4638
4639         if (pte_present(ptent))
4640                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4641         else if (is_swap_pte(ptent))
4642                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4643         else if (pte_none(ptent))
4644                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4645
4646         if (!page && !ent.val)
4647                 return ret;
4648         if (page) {
4649                 /*
4650                  * Do only loose check w/o serialization.
4651                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4652                  * not under LRU exclusion.
4653                  */
4654                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4655                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4656                         if (target)
4657                                 target->page = page;
4658                 }
4659                 if (!ret || !target)
4660                         put_page(page);
4661         }
4662         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4663         if (ent.val && !ret &&
4664             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4665                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4666                 if (target)
4667                         target->ent = ent;
4668         }
4669         return ret;
4670 }
4671
4672 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4673 /*
4674  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4675  * support them for now.
4676  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4677  */
4678 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4679                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4680 {
4681         struct page *page = NULL;
4682         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4683
4684         page = pmd_page(pmd);
4685         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4686         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4687                 return ret;
4688         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4689                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4690                 if (target) {
4691                         get_page(page);
4692                         target->page = page;
4693                 }
4694         }
4695         return ret;
4696 }
4697 #else
4698 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4699                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4700 {
4701         return MC_TARGET_NONE;
4702 }
4703 #endif
4704
4705 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4706                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4707                                         struct mm_walk *walk)
4708 {
4709         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4710         pte_t *pte;
4711         spinlock_t *ptl;
4712
4713         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4714                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4715                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4716                 spin_unlock(ptl);
4717                 return 0;
4718         }
4719
4720         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4721                 return 0;
4722         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4723         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4724                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4725                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4726         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4727         cond_resched();
4728
4729         return 0;
4730 }
4731
4732 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4733 {
4734         unsigned long precharge;
4735
4736         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4737                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4738                 .mm = mm,
4739         };
4740         down_read(&mm->mmap_sem);
4741         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4742         up_read(&mm->mmap_sem);
4743
4744         precharge = mc.precharge;
4745         mc.precharge = 0;
4746
4747         return precharge;
4748 }
4749
4750 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4751 {
4752         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4753
4754         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4755         mc.moving_task = current;
4756         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4757 }
4758
4759 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4760 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4761 {
4762         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4763         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4764
4765         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4766         if (mc.precharge) {
4767                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4768                 mc.precharge = 0;
4769         }
4770         /*
4771          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4772          * we must uncharge here.
4773          */
4774         if (mc.moved_charge) {
4775                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4776                 mc.moved_charge = 0;
4777         }
4778         /* we must fixup refcnts and charges */
4779         if (mc.moved_swap) {
4780                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4781                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4782                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4783
4784                 /*
4785                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4786                  * should uncharge to->memory.
4787                  */
4788                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4789                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4790
4791                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4792
4793                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4794                 mc.moved_swap = 0;
4795         }
4796         memcg_oom_recover(from);
4797         memcg_oom_recover(to);
4798         wake_up_all(&mc.waitq);
4799 }
4800
4801 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4802 {
4803         /*
4804          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4805          * task migration.
4806          */
4807         mc.moving_task = NULL;
4808         __mem_cgroup_clear_mc();
4809         spin_lock(&mc.lock);
4810         mc.from = NULL;
4811         mc.to = NULL;
4812         spin_unlock(&mc.lock);
4813 }
4814
4815 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4816 {
4817         struct cgroup_subsys_state *css;
4818         struct mem_cgroup *memcg;
4819         struct mem_cgroup *from;
4820         struct task_struct *leader, *p;
4821         struct mm_struct *mm;
4822         unsigned long move_flags;
4823         int ret = 0;
4824
4825         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4826         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4827                 return 0;
4828
4829         /*
4830          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4831          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4832          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4833          * multiple.
4834          */
4835         p = NULL;
4836         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4837                 WARN_ON_ONCE(p);
4838                 p = leader;
4839                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4840         }
4841         if (!p)
4842                 return 0;
4843
4844         /*
4845          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4846          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4847          * So we need to save it, and keep it going.
4848          */
4849         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4850         if (!move_flags)
4851                 return 0;
4852
4853         from = mem_cgroup_from_task(p);
4854
4855         VM_BUG_ON(from == memcg);
4856
4857         mm = get_task_mm(p);
4858         if (!mm)
4859                 return 0;
4860         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4861         if (mm->owner == p) {
4862                 VM_BUG_ON(mc.from);
4863                 VM_BUG_ON(mc.to);
4864                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4865                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4866                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4867
4868                 spin_lock(&mc.lock);
4869                 mc.from = from;
4870                 mc.to = memcg;
4871                 mc.flags = move_flags;
4872                 spin_unlock(&mc.lock);
4873                 /* We set mc.moving_task later */
4874
4875                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4876                 if (ret)
4877                         mem_cgroup_clear_mc();
4878         }
4879         mmput(mm);
4880         return ret;
4881 }
4882
4883 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4884 {
4885         if (mc.to)
4886                 mem_cgroup_clear_mc();
4887 }
4888
4889 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4890                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4891                                 struct mm_walk *walk)
4892 {
4893         int ret = 0;
4894         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4895         pte_t *pte;
4896         spinlock_t *ptl;
4897         enum mc_target_type target_type;
4898         union mc_target target;
4899         struct page *page;
4900
4901         /*
4902          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4903          * happens because:
4904          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4905          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4906          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4907          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4908          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4909          *    part of thp split is not executed yet.
4910          */
4911         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4912                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4913                         spin_unlock(ptl);
4914                         return 0;
4915                 }
4916                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4917                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4918                         page = target.page;
4919                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4920                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4921                                                              mc.from, mc.to)) {
4922                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4923                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4924                                 }
4925                                 putback_lru_page(page);
4926                         }
4927                         put_page(page);
4928                 }
4929                 spin_unlock(ptl);
4930                 return 0;
4931         }
4932
4933         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4934                 return 0;
4935 retry:
4936         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4937         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4938                 pte_t ptent = *(pte++);
4939                 swp_entry_t ent;
4940
4941                 if (!mc.precharge)
4942                         break;
4943
4944                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4945                 case MC_TARGET_PAGE:
4946                         page = target.page;
4947                         if (isolate_lru_page(page))
4948                                 goto put;
4949                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4950                                 mc.precharge--;
4951                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4952                                 mc.moved_charge++;
4953                         }
4954                         putback_lru_page(page);
4955 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4956                         put_page(page);
4957                         break;
4958                 case MC_TARGET_SWAP:
4959                         ent = target.ent;
4960                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4961                                 mc.precharge--;
4962                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4963                                 mc.moved_swap++;
4964                         }
4965                         break;
4966                 default:
4967                         break;
4968                 }
4969         }
4970         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4971         cond_resched();
4972
4973         if (addr != end) {
4974                 /*
4975                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4976                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4977                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4978                  * phase.
4979                  */
4980                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4981                 if (!ret)
4982                         goto retry;
4983         }
4984
4985         return ret;
4986 }
4987
4988 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4989 {
4990         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4991                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4992                 .mm = mm,
4993         };
4994
4995         lru_add_drain_all();
4996         /*
4997          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4998          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4999          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5000          */
5001         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5002         synchronize_rcu();
5003 retry:
5004         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5005                 /*
5006                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5007                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5008                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5009                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5010                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5011                  */
5012                 __mem_cgroup_clear_mc();
5013                 cond_resched();
5014                 goto retry;
5015         }
5016         /*
5017          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5018          * additional charge, the page walk just aborts.
5019          */
5020         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5021         up_read(&mm->mmap_sem);
5022         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5023 }
5024
5025 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5026 {
5027         struct cgroup_subsys_state *css;
5028         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
5029         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5030
5031         if (mm) {
5032                 if (mc.to)
5033                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5034                 mmput(mm);
5035         }
5036         if (mc.to)
5037                 mem_cgroup_clear_mc();
5038 }
5039 #else   /* !CONFIG_MMU */
5040 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5041 {
5042         return 0;
5043 }
5044 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5045 {
5046 }
5047 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5048 {
5049 }
5050 #endif
5051
5052 /*
5053  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5054  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5055  * attempt.
5056  */
5057 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5058 {
5059         /*
5060          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5061          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5062          * on for the root memcg is enough.
5063          */
5064         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5065                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5066         else
5067                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5068 }
5069
5070 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5071                                struct cftype *cft)
5072 {
5073         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5074
5075         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5076 }
5077
5078 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5079 {
5080         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5081         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5082
5083         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5084                 seq_puts(m, "max\n");
5085         else
5086                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5087
5088         return 0;
5089 }
5090
5091 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5092                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5093 {
5094         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5095         unsigned long low;
5096         int err;
5097
5098         buf = strstrip(buf);
5099         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5100         if (err)
5101                 return err;
5102
5103         memcg->low = low;
5104
5105         return nbytes;
5106 }
5107
5108 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5109 {
5110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5111         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5112
5113         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5114                 seq_puts(m, "max\n");
5115         else
5116                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5117
5118         return 0;
5119 }
5120
5121 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5122                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5123 {
5124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5125         unsigned long nr_pages;
5126         unsigned long high;
5127         int err;
5128
5129         buf = strstrip(buf);
5130         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5131         if (err)
5132                 return err;
5133
5134         memcg->high = high;
5135
5136         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5137         if (nr_pages > high)
5138                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5139                                              GFP_KERNEL, true);
5140
5141         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5142         return nbytes;
5143 }
5144
5145 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5146 {
5147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5148         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5149
5150         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5151                 seq_puts(m, "max\n");
5152         else
5153                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5154
5155         return 0;
5156 }
5157
5158 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5159                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5160 {
5161         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5162         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5163         bool drained = false;
5164         unsigned long max;
5165         int err;
5166
5167         buf = strstrip(buf);
5168         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5169         if (err)
5170                 return err;
5171
5172         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5173
5174         for (;;) {
5175                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5176
5177                 if (nr_pages <= max)
5178                         break;
5179
5180                 if (signal_pending(current)) {
5181                         err = -EINTR;
5182                         break;
5183                 }
5184
5185                 if (!drained) {
5186                         drain_all_stock(memcg);
5187                         drained = true;
5188                         continue;
5189                 }
5190
5191                 if (nr_reclaims) {
5192                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5193                                                           GFP_KERNEL, true))
5194                                 nr_reclaims--;
5195                         continue;
5196                 }
5197
5198                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5199                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5200                         break;
5201         }
5202
5203         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5204         return nbytes;
5205 }
5206
5207 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5208 {
5209         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5210
5211         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5212         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5213         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5214         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5215
5216         return 0;
5217 }
5218
5219 static struct cftype memory_files[] = {
5220         {
5221                 .name = "current",
5222                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5223                 .read_u64 = memory_current_read,
5224         },
5225         {
5226                 .name = "low",
5227                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5228                 .seq_show = memory_low_show,
5229                 .write = memory_low_write,
5230         },
5231         {
5232                 .name = "high",
5233                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5234                 .seq_show = memory_high_show,
5235                 .write = memory_high_write,
5236         },
5237         {
5238                 .name = "max",
5239                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5240                 .seq_show = memory_max_show,
5241                 .write = memory_max_write,
5242         },
5243         {
5244                 .name = "events",
5245                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5246                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5247                 .seq_show = memory_events_show,
5248         },
5249         { }     /* terminate */
5250 };
5251
5252 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5253         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5254         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5255         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5256         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5257         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5258         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5259         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5260         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5261         .attach = mem_cgroup_move_task,
5262         .bind = mem_cgroup_bind,
5263         .dfl_cftypes = memory_files,
5264         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5265         .early_init = 0,
5266 };
5267
5268 /**
5269  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5270  * @root: the highest ancestor to consider
5271  * @memcg: the memory cgroup to check
5272  *
5273  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5274  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5275  */
5276 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5277 {
5278         if (mem_cgroup_disabled())
5279                 return false;
5280
5281         /*
5282          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5283          * it's never low when looked at directly, and it is not
5284          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5285          */
5286
5287         if (memcg == root_mem_cgroup)
5288                 return false;
5289
5290         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5291                 return false;
5292
5293         while (memcg != root) {
5294                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5295
5296                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5297                         break;
5298
5299                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5300                         return false;
5301         }
5302         return true;
5303 }
5304
5305 /**
5306  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5307  * @page: page to charge
5308  * @mm: mm context of the victim
5309  * @gfp_mask: reclaim mode
5310  * @memcgp: charged memcg return
5311  *
5312  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5313  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5314  *
5315  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5316  * Otherwise, an error code is returned.
5317  *
5318  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5319  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5320  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5321  */
5322 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5323                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5324 {
5325         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5326         unsigned int nr_pages = 1;
5327         int ret = 0;
5328
5329         if (mem_cgroup_disabled())
5330                 goto out;
5331
5332         if (PageSwapCache(page)) {
5333                 /*
5334                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5335                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5336                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5337                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5338                  * in turn serializes uncharging.
5339                  */
5340                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5341                 if (page->mem_cgroup)
5342                         goto out;
5343
5344                 if (do_swap_account) {
5345                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5346                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5347
5348                         rcu_read_lock();
5349                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5350                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5351                                 memcg = NULL;
5352                         rcu_read_unlock();
5353                 }
5354         }
5355
5356         if (PageTransHuge(page)) {
5357                 nr_pages <<= compound_order(page);
5358                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5359         }
5360
5361         if (!memcg)
5362                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5363
5364         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5365
5366         css_put(&memcg->css);
5367 out:
5368         *memcgp = memcg;
5369         return ret;
5370 }
5371
5372 /**
5373  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5374  * @page: page to charge
5375  * @memcg: memcg to charge the page to
5376  * @lrucare: page might be on LRU already
5377  *
5378  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5379  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5380  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5381  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5382  *
5383  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5384  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5385  *
5386  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5387  */
5388 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5389                               bool lrucare)
5390 {
5391         unsigned int nr_pages = 1;
5392
5393         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5394         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5395
5396         if (mem_cgroup_disabled())
5397                 return;
5398         /*
5399          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5400          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5401          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5402          */
5403         if (!memcg)
5404                 return;
5405
5406         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5407
5408         if (PageTransHuge(page)) {
5409                 nr_pages <<= compound_order(page);
5410                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5411         }
5412
5413         local_irq_disable();
5414         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5415         memcg_check_events(memcg, page);
5416         local_irq_enable();
5417
5418         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5419                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5420                 /*
5421                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5422                  * let's not wait for it.  The page already received a
5423                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5424                  */
5425                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5426         }
5427 }
5428
5429 /**
5430  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5431  * @page: page to charge
5432  * @memcg: memcg to charge the page to
5433  *
5434  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5435  */
5436 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5437 {
5438         unsigned int nr_pages = 1;
5439
5440         if (mem_cgroup_disabled())
5441                 return;
5442         /*
5443          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5444          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5445          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5446          */
5447         if (!memcg)
5448                 return;
5449
5450         if (PageTransHuge(page)) {
5451                 nr_pages <<= compound_order(page);
5452                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5453         }
5454
5455         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5456 }
5457
5458 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5459                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5460                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5461 {
5462         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5463         unsigned long flags;
5464
5465         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5466                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5467                 if (do_swap_account)
5468                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5469                 memcg_oom_recover(memcg);
5470         }
5471
5472         local_irq_save(flags);
5473         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5474         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5475         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5476         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5477         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5478         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5479         local_irq_restore(flags);
5480
5481         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5482                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5483 }
5484
5485 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5486 {
5487         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5488         unsigned long nr_anon = 0;
5489         unsigned long nr_file = 0;
5490         unsigned long nr_huge = 0;
5491         unsigned long pgpgout = 0;
5492         struct list_head *next;
5493         struct page *page;
5494
5495         next = page_list->next;
5496         do {
5497                 unsigned int nr_pages = 1;
5498
5499                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5500                 next = page->lru.next;
5501
5502                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5503                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5504
5505                 if (!page->mem_cgroup)
5506                         continue;
5507
5508                 /*
5509                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5510                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5511                  * exclusive access to the page.
5512                  */
5513
5514                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5515                         if (memcg) {
5516                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5517                                                nr_huge, page);
5518                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5519                         }
5520                         memcg = page->mem_cgroup;
5521                 }
5522
5523                 if (PageTransHuge(page)) {
5524                         nr_pages <<= compound_order(page);
5525                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5526                         nr_huge += nr_pages;
5527                 }
5528
5529                 if (PageAnon(page))
5530                         nr_anon += nr_pages;
5531                 else
5532                         nr_file += nr_pages;
5533
5534                 page->mem_cgroup = NULL;
5535
5536                 pgpgout++;
5537         } while (next != page_list);
5538
5539         if (memcg)
5540                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5541                                nr_huge, page);
5542 }
5543
5544 /**
5545  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5546  * @page: page to uncharge
5547  *
5548  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5549  * mem_cgroup_commit_charge().
5550  */
5551 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5552 {
5553         if (mem_cgroup_disabled())
5554                 return;
5555
5556         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5557         if (!page->mem_cgroup)
5558                 return;
5559
5560         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5561         uncharge_list(&page->lru);
5562 }
5563
5564 /**
5565  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5566  * @page_list: list of pages to uncharge
5567  *
5568  * Uncharge a list of pages previously charged with
5569  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5570  */
5571 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5572 {
5573         if (mem_cgroup_disabled())
5574                 return;
5575
5576         if (!list_empty(page_list))
5577                 uncharge_list(page_list);
5578 }
5579
5580 /**
5581  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5582  * @oldpage: currently charged page
5583  * @newpage: page to transfer the charge to
5584  *
5585  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5586  *
5587  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5588  * Either or both pages might be on the LRU already.
5589  */
5590 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5591 {
5592         struct mem_cgroup *memcg;
5593         int isolated;
5594
5595         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5596         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5597         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5598         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5599                        newpage);
5600
5601         if (mem_cgroup_disabled())
5602                 return;
5603
5604         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5605         if (newpage->mem_cgroup)
5606                 return;
5607
5608         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5609         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5610         if (!memcg)
5611                 return;
5612
5613         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5614         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5615         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5616
5617         commit_charge(newpage, memcg, true);
5618 }
5619
5620 /*
5621  * subsys_initcall() for memory controller.
5622  *
5623  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5624  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5625  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5626  * be initialized from here.
5627  */
5628 static int __init mem_cgroup_init(void)
5629 {
5630         int cpu, node;
5631
5632         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5633
5634         for_each_possible_cpu(cpu)
5635                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5636                           drain_local_stock);
5637
5638         for_each_node(node) {
5639                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5640                 int zone;
5641
5642                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5643                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5644
5645                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5646                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5647
5648                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5649                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5650                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5651                 }
5652                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5653         }
5654
5655         return 0;
5656 }
5657 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5658
5659 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5660 /**
5661  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5662  * @page: page whose memsw charge to transfer
5663  * @entry: swap entry to move the charge to
5664  *
5665  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5666  */
5667 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5668 {
5669         struct mem_cgroup *memcg;
5670         unsigned short oldid;
5671
5672         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5673         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5674
5675         if (!do_swap_account)
5676                 return;
5677
5678         memcg = page->mem_cgroup;
5679
5680         /* Readahead page, never charged */
5681         if (!memcg)
5682                 return;
5683
5684         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5685         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5686         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5687
5688         page->mem_cgroup = NULL;
5689
5690         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5691                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5692
5693         /*
5694          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5695          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5696          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5697          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5698          */
5699         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5700         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5701         memcg_check_events(memcg, page);
5702 }
5703
5704 /**
5705  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5706  * @entry: swap entry to uncharge
5707  *
5708  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5709  */
5710 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5711 {
5712         struct mem_cgroup *memcg;
5713         unsigned short id;
5714
5715         if (!do_swap_account)
5716                 return;
5717
5718         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5719         rcu_read_lock();
5720         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5721         if (memcg) {
5722                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5723                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5724                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5725                 css_put(&memcg->css);
5726         }
5727         rcu_read_unlock();
5728 }
5729
5730 /* for remember boot option*/
5731 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5732 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5733 #else
5734 static int really_do_swap_account __initdata;
5735 #endif
5736
5737 static int __init enable_swap_account(char *s)
5738 {
5739         if (!strcmp(s, "1"))
5740                 really_do_swap_account = 1;
5741         else if (!strcmp(s, "0"))
5742                 really_do_swap_account = 0;
5743         return 1;
5744 }
5745 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5746
5747 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5748         {
5749                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5750                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5751                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5752         },
5753         {
5754                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5755                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5756                 .write = mem_cgroup_reset,
5757                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5758         },
5759         {
5760                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5761                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5762                 .write = mem_cgroup_write,
5763                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5764         },
5765         {
5766                 .name = "memsw.failcnt",
5767                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5768                 .write = mem_cgroup_reset,
5769                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5770         },
5771         { },    /* terminate */
5772 };
5773
5774 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5775 {
5776         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5777                 do_swap_account = 1;
5778                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5779                                                   memsw_cgroup_files));
5780         }
5781         return 0;
5782 }
5783 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5784
5785 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */