]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm: memcontrol: clean up alloc, online, offline, free functions
[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 "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree_per_node {
141         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_tree {
145         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
146 };
147
148 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
149
150 /* for OOM */
151 struct mem_cgroup_eventfd_list {
152         struct list_head list;
153         struct eventfd_ctx *eventfd;
154 };
155
156 /*
157  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
158  */
159 struct mem_cgroup_event {
160         /*
161          * memcg which the event belongs to.
162          */
163         struct mem_cgroup *memcg;
164         /*
165          * eventfd to signal userspace about the event.
166          */
167         struct eventfd_ctx *eventfd;
168         /*
169          * Each of these stored in a list by the cgroup.
170          */
171         struct list_head list;
172         /*
173          * register_event() callback will be used to add new userspace
174          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
175          * on eventfd to send notification to userspace.
176          */
177         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
178                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
179         /*
180          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
181          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
182          * if you want provide notification functionality.
183          */
184         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
185                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
186         /*
187          * All fields below needed to unregister event when
188          * userspace closes eventfd.
189          */
190         poll_table pt;
191         wait_queue_head_t *wqh;
192         wait_queue_t wait;
193         struct work_struct remove;
194 };
195
196 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
197 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
198
199 /* Stuffs for move charges at task migration. */
200 /*
201  * Types of charges to be moved.
202  */
203 #define MOVE_ANON       0x1U
204 #define MOVE_FILE       0x2U
205 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
206
207 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
208 static struct move_charge_struct {
209         spinlock_t        lock; /* for from, to */
210         struct mem_cgroup *from;
211         struct mem_cgroup *to;
212         unsigned long flags;
213         unsigned long precharge;
214         unsigned long moved_charge;
215         unsigned long moved_swap;
216         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
217         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
218 } mc = {
219         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
220         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
221 };
222
223 /*
224  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
225  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
226  */
227 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
228 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
229
230 enum charge_type {
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
232         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
233         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
234         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
235         NR_CHARGE_TYPE,
236 };
237
238 /* for encoding cft->private value on file */
239 enum res_type {
240         _MEM,
241         _MEMSWAP,
242         _OOM_TYPE,
243         _KMEM,
244         _TCP,
245 };
246
247 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
248 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
249 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
250 /* Used for OOM nofiier */
251 #define OOM_CONTROL             (0)
252
253 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
254 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
255 {
256         if (!memcg)
257                 memcg = root_mem_cgroup;
258         return &memcg->vmpressure;
259 }
260
261 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
262 {
263         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
264 }
265
266 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
267 {
268         return (memcg == root_mem_cgroup);
269 }
270
271 /*
272  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
273  * an unsigned short.
274  */
275 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
276
277 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
278 {
279         return memcg->css.id;
280 }
281
282 /*
283  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
284  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
285  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
286  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
287  */
288 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
289 {
290         struct cgroup_subsys_state *css;
291
292         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
293         return mem_cgroup_from_css(css);
294 }
295
296 #ifndef CONFIG_SLOB
297 /*
298  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
299  * The main reason for not using cgroup id for this:
300  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
301  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
302  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
303  *  200 entry array for that.
304  *
305  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
306  * will double each time we have to increase it.
307  */
308 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
309 int memcg_nr_cache_ids;
310
311 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
312 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
313
314 void memcg_get_cache_ids(void)
315 {
316         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
317 }
318
319 void memcg_put_cache_ids(void)
320 {
321         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
322 }
323
324 /*
325  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
326  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
327  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
328  * tunable, but that is strictly not necessary.
329  *
330  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
331  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
332  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
333  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
334  * increase ours as well if it increases.
335  */
336 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
337 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
338
339 /*
340  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
341  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
342  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
343  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
344  */
345 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
346 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
347
348 #endif /* !CONFIG_SLOB */
349
350 static struct mem_cgroup_per_zone *
351 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
352 {
353         int nid = zone_to_nid(zone);
354         int zid = zone_idx(zone);
355
356         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
357 }
358
359 /**
360  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
361  * @page: page of interest
362  *
363  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
364  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
365  * until it is released.
366  *
367  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
368  * is returned.
369  *
370  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
371  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
372  * association before @page is released even on the default hierarchy;
373  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
374  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
375  * actually true.
376  */
377 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
378 {
379         struct mem_cgroup *memcg;
380
381         memcg = page->mem_cgroup;
382
383         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
384                 memcg = root_mem_cgroup;
385
386         return &memcg->css;
387 }
388
389 /**
390  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
391  * @page: the page
392  *
393  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
394  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
395  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
396  *
397  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
398  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
399  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
400  * do not care (such as procfs interfaces).
401  */
402 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
403 {
404         struct mem_cgroup *memcg;
405         unsigned long ino = 0;
406
407         rcu_read_lock();
408         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
409         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
410                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
411         if (memcg)
412                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
413         rcu_read_unlock();
414         return ino;
415 }
416
417 static struct mem_cgroup_per_zone *
418 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
419 {
420         int nid = page_to_nid(page);
421         int zid = page_zonenum(page);
422
423         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
424 }
425
426 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
427 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
428 {
429         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
430 }
431
432 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
433 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
434 {
435         int nid = page_to_nid(page);
436         int zid = page_zonenum(page);
437
438         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
439 }
440
441 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
442                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
443                                          unsigned long new_usage_in_excess)
444 {
445         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
446         struct rb_node *parent = NULL;
447         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
448
449         if (mz->on_tree)
450                 return;
451
452         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
453         if (!mz->usage_in_excess)
454                 return;
455         while (*p) {
456                 parent = *p;
457                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
458                                         tree_node);
459                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
460                         p = &(*p)->rb_left;
461                 /*
462                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
463                  * limit by the same amount
464                  */
465                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
466                         p = &(*p)->rb_right;
467         }
468         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
469         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
470         mz->on_tree = true;
471 }
472
473 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
475 {
476         if (!mz->on_tree)
477                 return;
478         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
479         mz->on_tree = false;
480 }
481
482 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
483                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
484 {
485         unsigned long flags;
486
487         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
488         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
489         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
490 }
491
492 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
495         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
496         unsigned long excess = 0;
497
498         if (nr_pages > soft_limit)
499                 excess = nr_pages - soft_limit;
500
501         return excess;
502 }
503
504 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
505 {
506         unsigned long excess;
507         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
508         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
509
510         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
511         /*
512          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
513          * because their event counter is not touched.
514          */
515         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
516                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
517                 excess = soft_limit_excess(memcg);
518                 /*
519                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
520                  * mem is over its softlimit.
521                  */
522                 if (excess || mz->on_tree) {
523                         unsigned long flags;
524
525                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
526                         /* if on-tree, remove it */
527                         if (mz->on_tree)
528                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
529                         /*
530                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
531                          * If excess is 0, no tree ops.
532                          */
533                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
534                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
535                 }
536         }
537 }
538
539 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
540 {
541         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
542         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
543         int nid, zid;
544
545         for_each_node(nid) {
546                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
547                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
548                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
549                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
550                 }
551         }
552 }
553
554 static struct mem_cgroup_per_zone *
555 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
556 {
557         struct rb_node *rightmost = NULL;
558         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
559
560 retry:
561         mz = NULL;
562         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
563         if (!rightmost)
564                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
565
566         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
567         /*
568          * Remove the node now but someone else can add it back,
569          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
570          * position in the tree.
571          */
572         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
574             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
575                 goto retry;
576 done:
577         return mz;
578 }
579
580 static struct mem_cgroup_per_zone *
581 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
582 {
583         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
584
585         spin_lock_irq(&mctz->lock);
586         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
587         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
588         return mz;
589 }
590
591 /*
592  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
593  *
594  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
595  *
596  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
597  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
598  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
599  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
600  *
601  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
602  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
603  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
604  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
605  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
606  *
607  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
608  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
609  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
610  * implemented.
611  */
612 static unsigned long
613 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
614 {
615         long val = 0;
616         int cpu;
617
618         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
619         for_each_possible_cpu(cpu)
620                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
621         /*
622          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
623          * transient negative values.
624          */
625         if (val < 0)
626                 val = 0;
627         return val;
628 }
629
630 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
631                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
632 {
633         unsigned long val = 0;
634         int cpu;
635
636         for_each_possible_cpu(cpu)
637                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
638         return val;
639 }
640
641 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
642                                          struct page *page,
643                                          bool compound, int nr_pages)
644 {
645         /*
646          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
647          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
648          */
649         if (PageAnon(page))
650                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
651                                 nr_pages);
652         else
653                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
654                                 nr_pages);
655
656         if (compound) {
657                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
658                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
659                                 nr_pages);
660         }
661
662         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
663         if (nr_pages > 0)
664                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
665         else {
666                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
667                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
668         }
669
670         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
671 }
672
673 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
674                                                   int nid,
675                                                   unsigned int lru_mask)
676 {
677         unsigned long nr = 0;
678         int zid;
679
680         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
681
682         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
683                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
684                 enum lru_list lru;
685
686                 for_each_lru(lru) {
687                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
688                                 continue;
689                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
690                         nr += mz->lru_size[lru];
691                 }
692         }
693         return nr;
694 }
695
696 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
697                         unsigned int lru_mask)
698 {
699         unsigned long nr = 0;
700         int nid;
701
702         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
703                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
704         return nr;
705 }
706
707 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
708                                        enum mem_cgroup_events_target target)
709 {
710         unsigned long val, next;
711
712         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
713         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
714         /* from time_after() in jiffies.h */
715         if ((long)next - (long)val < 0) {
716                 switch (target) {
717                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
718                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
719                         break;
720                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
721                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
722                         break;
723                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
724                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
725                         break;
726                 default:
727                         break;
728                 }
729                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
730                 return true;
731         }
732         return false;
733 }
734
735 /*
736  * Check events in order.
737  *
738  */
739 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
740 {
741         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
742         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
743                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
744                 bool do_softlimit;
745                 bool do_numainfo __maybe_unused;
746
747                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
748                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
749 #if MAX_NUMNODES > 1
750                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
751                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
752 #endif
753                 mem_cgroup_threshold(memcg);
754                 if (unlikely(do_softlimit))
755                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
756 #if MAX_NUMNODES > 1
757                 if (unlikely(do_numainfo))
758                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
759 #endif
760         }
761 }
762
763 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
764 {
765         /*
766          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
767          * if it races with swapoff, page migration, etc.
768          * So this can be called with p == NULL.
769          */
770         if (unlikely(!p))
771                 return NULL;
772
773         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
776
777 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
778 {
779         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
780
781         rcu_read_lock();
782         do {
783                 /*
784                  * Page cache insertions can happen withou an
785                  * actual mm context, e.g. during disk probing
786                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
787                  */
788                 if (unlikely(!mm))
789                         memcg = root_mem_cgroup;
790                 else {
791                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
792                         if (unlikely(!memcg))
793                                 memcg = root_mem_cgroup;
794                 }
795         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
796         rcu_read_unlock();
797         return memcg;
798 }
799
800 /**
801  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
802  * @root: hierarchy root
803  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
804  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
805  *
806  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
807  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
808  *
809  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
810  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
811  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
812  *
813  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
814  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
815  * reclaimers operating on the same zone and priority.
816  */
817 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
818                                    struct mem_cgroup *prev,
819                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
820 {
821         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
822         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824         struct mem_cgroup *pos = NULL;
825
826         if (mem_cgroup_disabled())
827                 return NULL;
828
829         if (!root)
830                 root = root_mem_cgroup;
831
832         if (prev && !reclaim)
833                 pos = prev;
834
835         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
836                 if (prev)
837                         goto out;
838                 return root;
839         }
840
841         rcu_read_lock();
842
843         if (reclaim) {
844                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
845
846                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
847                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
848
849                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
850                         goto out_unlock;
851
852                 while (1) {
853                         pos = READ_ONCE(iter->position);
854                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
855                                 break;
856                         /*
857                          * css reference reached zero, so iter->position will
858                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
859                          * rely on this happening soon, because ->css_released
860                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
861                          * might block it. So we clear iter->position right
862                          * away.
863                          */
864                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
865                 }
866         }
867
868         if (pos)
869                 css = &pos->css;
870
871         for (;;) {
872                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
873                 if (!css) {
874                         /*
875                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
876                          * new one might jump in right at the end of
877                          * the hierarchy - make sure they see at least
878                          * one group and restart from the beginning.
879                          */
880                         if (!prev)
881                                 continue;
882                         break;
883                 }
884
885                 /*
886                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
887                  * is provided by the caller, so we know it's alive
888                  * and kicking, and don't take an extra reference.
889                  */
890                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
891
892                 if (css == &root->css)
893                         break;
894
895                 if (css_tryget(css))
896                         break;
897
898                 memcg = NULL;
899         }
900
901         if (reclaim) {
902                 /*
903                  * The position could have already been updated by a competing
904                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
905                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
906                  */
907                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
908
909                 if (pos)
910                         css_put(&pos->css);
911
912                 if (!memcg)
913                         iter->generation++;
914                 else if (!prev)
915                         reclaim->generation = iter->generation;
916         }
917
918 out_unlock:
919         rcu_read_unlock();
920 out:
921         if (prev && prev != root)
922                 css_put(&prev->css);
923
924         return memcg;
925 }
926
927 /**
928  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
929  * @root: hierarchy root
930  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
931  */
932 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
933                            struct mem_cgroup *prev)
934 {
935         if (!root)
936                 root = root_mem_cgroup;
937         if (prev && prev != root)
938                 css_put(&prev->css);
939 }
940
941 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
942 {
943         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
944         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
945         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
946         int nid, zid;
947         int i;
948
949         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
950                 for_each_node(nid) {
951                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
952                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
953                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
954                                         iter = &mz->iter[i];
955                                         cmpxchg(&iter->position,
956                                                 dead_memcg, NULL);
957                                 }
958                         }
959                 }
960         }
961 }
962
963 /*
964  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
965  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
966  * be used for reference counting.
967  */
968 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
969         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
970              iter != NULL;                              \
971              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
972
973 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
974         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
975              iter != NULL;                              \
976              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
977
978 /**
979  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
980  * @zone: zone of the wanted lruvec
981  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
982  *
983  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
984  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
985  * is disabled.
986  */
987 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
988                                       struct mem_cgroup *memcg)
989 {
990         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
991         struct lruvec *lruvec;
992
993         if (mem_cgroup_disabled()) {
994                 lruvec = &zone->lruvec;
995                 goto out;
996         }
997
998         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
999         lruvec = &mz->lruvec;
1000 out:
1001         /*
1002          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1003          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1004          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1005          */
1006         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1007                 lruvec->zone = zone;
1008         return lruvec;
1009 }
1010
1011 /**
1012  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1013  * @page: the page
1014  * @zone: zone of the page
1015  *
1016  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1017  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1018  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1019  */
1020 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1021 {
1022         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1023         struct mem_cgroup *memcg;
1024         struct lruvec *lruvec;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled()) {
1027                 lruvec = &zone->lruvec;
1028                 goto out;
1029         }
1030
1031         memcg = page->mem_cgroup;
1032         /*
1033          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1034          * possibly migrated - before they are charged.
1035          */
1036         if (!memcg)
1037                 memcg = root_mem_cgroup;
1038
1039         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1040         lruvec = &mz->lruvec;
1041 out:
1042         /*
1043          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1044          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1045          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1046          */
1047         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1048                 lruvec->zone = zone;
1049         return lruvec;
1050 }
1051
1052 /**
1053  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1054  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1055  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1056  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1057  *
1058  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1059  * lru list.
1060  */
1061 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1062                                 int nr_pages)
1063 {
1064         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1065         unsigned long *lru_size;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return;
1069
1070         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1071         lru_size = mz->lru_size + lru;
1072         *lru_size += nr_pages;
1073         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1074 }
1075
1076 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1077 {
1078         struct mem_cgroup *task_memcg;
1079         struct task_struct *p;
1080         bool ret;
1081
1082         p = find_lock_task_mm(task);
1083         if (p) {
1084                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1085                 task_unlock(p);
1086         } else {
1087                 /*
1088                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1089                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1090                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1091                  */
1092                 rcu_read_lock();
1093                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1094                 css_get(&task_memcg->css);
1095                 rcu_read_unlock();
1096         }
1097         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1098         css_put(&task_memcg->css);
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1104  * @memcg: the memory cgroup
1105  *
1106  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1107  * pages.
1108  */
1109 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1110 {
1111         unsigned long margin = 0;
1112         unsigned long count;
1113         unsigned long limit;
1114
1115         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1116         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1117         if (count < limit)
1118                 margin = limit - count;
1119
1120         if (do_memsw_account()) {
1121                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1122                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1123                 if (count <= limit)
1124                         margin = min(margin, limit - count);
1125         }
1126
1127         return margin;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1132  *
1133  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1134  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1135  * caused by "move".
1136  */
1137 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1138 {
1139         struct mem_cgroup *from;
1140         struct mem_cgroup *to;
1141         bool ret = false;
1142         /*
1143          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1144          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1145          */
1146         spin_lock(&mc.lock);
1147         from = mc.from;
1148         to = mc.to;
1149         if (!from)
1150                 goto unlock;
1151
1152         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1153                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1154 unlock:
1155         spin_unlock(&mc.lock);
1156         return ret;
1157 }
1158
1159 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1160 {
1161         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1162                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1163                         DEFINE_WAIT(wait);
1164                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1165                         /* moving charge context might have finished. */
1166                         if (mc.moving_task)
1167                                 schedule();
1168                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1169                         return true;
1170                 }
1171         }
1172         return false;
1173 }
1174
1175 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1176 /**
1177  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1178  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1179  * @p: Task that is going to be killed
1180  *
1181  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1182  * enabled
1183  */
1184 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1185 {
1186         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1187         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1188         struct mem_cgroup *iter;
1189         unsigned int i;
1190
1191         mutex_lock(&oom_info_lock);
1192         rcu_read_lock();
1193
1194         if (p) {
1195                 pr_info("Task in ");
1196                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1197                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1198         } else {
1199                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1200         }
1201
1202         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1203         pr_cont("\n");
1204
1205         rcu_read_unlock();
1206
1207         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1208                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1209                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1210         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1211                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1212                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1213         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1214                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1215                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1216
1217         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1218                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1219                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1220                 pr_cont(":");
1221
1222                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1223                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
1224                                 continue;
1225                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1226                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1227                 }
1228
1229                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1230                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1231                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1232
1233                 pr_cont("\n");
1234         }
1235         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1240  * 1(self count) if no children.
1241  */
1242 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1243 {
1244         int num = 0;
1245         struct mem_cgroup *iter;
1246
1247         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1248                 num++;
1249         return num;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1254  */
1255 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1256 {
1257         unsigned long limit;
1258
1259         limit = memcg->memory.limit;
1260         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1261                 unsigned long memsw_limit;
1262
1263                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1264                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1265         }
1266         return limit;
1267 }
1268
1269 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1270                                      int order)
1271 {
1272         struct oom_control oc = {
1273                 .zonelist = NULL,
1274                 .nodemask = NULL,
1275                 .gfp_mask = gfp_mask,
1276                 .order = order,
1277         };
1278         struct mem_cgroup *iter;
1279         unsigned long chosen_points = 0;
1280         unsigned long totalpages;
1281         unsigned int points = 0;
1282         struct task_struct *chosen = NULL;
1283
1284         mutex_lock(&oom_lock);
1285
1286         /*
1287          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1288          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1289          * quickly exit and free its memory.
1290          */
1291         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1292                 mark_oom_victim(current);
1293                 goto unlock;
1294         }
1295
1296         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1297         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1298         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1299                 struct css_task_iter it;
1300                 struct task_struct *task;
1301
1302                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1303                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1304                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1305                         case OOM_SCAN_SELECT:
1306                                 if (chosen)
1307                                         put_task_struct(chosen);
1308                                 chosen = task;
1309                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1310                                 get_task_struct(chosen);
1311                                 /* fall through */
1312                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1313                                 continue;
1314                         case OOM_SCAN_ABORT:
1315                                 css_task_iter_end(&it);
1316                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1317                                 if (chosen)
1318                                         put_task_struct(chosen);
1319                                 goto unlock;
1320                         case OOM_SCAN_OK:
1321                                 break;
1322                         };
1323                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1324                         if (!points || points < chosen_points)
1325                                 continue;
1326                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1327                         if (points == chosen_points &&
1328                             thread_group_leader(chosen))
1329                                 continue;
1330
1331                         if (chosen)
1332                                 put_task_struct(chosen);
1333                         chosen = task;
1334                         chosen_points = points;
1335                         get_task_struct(chosen);
1336                 }
1337                 css_task_iter_end(&it);
1338         }
1339
1340         if (chosen) {
1341                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1342                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1343                                  "Memory cgroup out of memory");
1344         }
1345 unlock:
1346         mutex_unlock(&oom_lock);
1347 }
1348
1349 #if MAX_NUMNODES > 1
1350
1351 /**
1352  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1353  * @memcg: the target memcg
1354  * @nid: the node ID to be checked.
1355  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1356  *
1357  * This function returns whether the specified memcg contains any
1358  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1359  * pages in the node.
1360  */
1361 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1362                 int nid, bool noswap)
1363 {
1364         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1365                 return true;
1366         if (noswap || !total_swap_pages)
1367                 return false;
1368         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1369                 return true;
1370         return false;
1371
1372 }
1373
1374 /*
1375  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1376  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1377  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1378  *
1379  */
1380 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1381 {
1382         int nid;
1383         /*
1384          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1385          * pagein/pageout changes since the last update.
1386          */
1387         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1388                 return;
1389         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1390                 return;
1391
1392         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1393         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1394
1395         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1396
1397                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1398                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1399         }
1400
1401         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1402         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1407  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1408  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1409  *
1410  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1411  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1412  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1413  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1414  *
1415  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1416  */
1417 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1418 {
1419         int node;
1420
1421         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1422         node = memcg->last_scanned_node;
1423
1424         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1425         if (node == MAX_NUMNODES)
1426                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1427         /*
1428          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1429          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1430          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1431          * we use curret node.
1432          */
1433         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1434                 node = numa_node_id();
1435
1436         memcg->last_scanned_node = node;
1437         return node;
1438 }
1439 #else
1440 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1441 {
1442         return 0;
1443 }
1444 #endif
1445
1446 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1447                                    struct zone *zone,
1448                                    gfp_t gfp_mask,
1449                                    unsigned long *total_scanned)
1450 {
1451         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1452         int total = 0;
1453         int loop = 0;
1454         unsigned long excess;
1455         unsigned long nr_scanned;
1456         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1457                 .zone = zone,
1458                 .priority = 0,
1459         };
1460
1461         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1462
1463         while (1) {
1464                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1465                 if (!victim) {
1466                         loop++;
1467                         if (loop >= 2) {
1468                                 /*
1469                                  * If we have not been able to reclaim
1470                                  * anything, it might because there are
1471                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1472                                  */
1473                                 if (!total)
1474                                         break;
1475                                 /*
1476                                  * We want to do more targeted reclaim.
1477                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1478                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1479                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1480                                  */
1481                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1482                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1483                                         break;
1484                         }
1485                         continue;
1486                 }
1487                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1488                                                      zone, &nr_scanned);
1489                 *total_scanned += nr_scanned;
1490                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1491                         break;
1492         }
1493         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1494         return total;
1495 }
1496
1497 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1498 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1499         .name = "memcg_oom_lock",
1500 };
1501 #endif
1502
1503 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1504
1505 /*
1506  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1507  * If someone is running, return false.
1508  */
1509 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1510 {
1511         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1512
1513         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1514
1515         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1516                 if (iter->oom_lock) {
1517                         /*
1518                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1519                          * so we cannot give a lock.
1520                          */
1521                         failed = iter;
1522                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1523                         break;
1524                 } else
1525                         iter->oom_lock = true;
1526         }
1527
1528         if (failed) {
1529                 /*
1530                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1531                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1532                  */
1533                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1534                         if (iter == failed) {
1535                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1536                                 break;
1537                         }
1538                         iter->oom_lock = false;
1539                 }
1540         } else
1541                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1542
1543         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1544
1545         return !failed;
1546 }
1547
1548 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1549 {
1550         struct mem_cgroup *iter;
1551
1552         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1553         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1554         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1555                 iter->oom_lock = false;
1556         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1557 }
1558
1559 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1560 {
1561         struct mem_cgroup *iter;
1562
1563         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1564         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1565                 iter->under_oom++;
1566         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1567 }
1568
1569 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1570 {
1571         struct mem_cgroup *iter;
1572
1573         /*
1574          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1575          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1576          */
1577         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1578         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1579                 if (iter->under_oom > 0)
1580                         iter->under_oom--;
1581         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1582 }
1583
1584 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1585
1586 struct oom_wait_info {
1587         struct mem_cgroup *memcg;
1588         wait_queue_t    wait;
1589 };
1590
1591 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1592         unsigned mode, int sync, void *arg)
1593 {
1594         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1595         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1596         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1597
1598         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1599         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1600
1601         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1602             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1603                 return 0;
1604         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1605 }
1606
1607 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1608 {
1609         /*
1610          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1611          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1612          * this function is called as a result of userland actions
1613          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1614          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1615          * triggering notification.
1616          */
1617         if (memcg && memcg->under_oom)
1618                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1619 }
1620
1621 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1622 {
1623         if (!current->memcg_may_oom)
1624                 return;
1625         /*
1626          * We are in the middle of the charge context here, so we
1627          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1628          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1629          *
1630          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1631          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1632          * invocation might not even be necessary.
1633          *
1634          * That's why we don't do anything here except remember the
1635          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1636          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1637          * and when we know whether the fault was overall successful.
1638          */
1639         css_get(&memcg->css);
1640         current->memcg_in_oom = memcg;
1641         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1642         current->memcg_oom_order = order;
1643 }
1644
1645 /**
1646  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1647  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1648  *
1649  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1650  * handler was enabled.
1651  *
1652  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1653  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1654  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1655  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1656  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1657  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1658  *
1659  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1660  * completed, %false otherwise.
1661  */
1662 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1663 {
1664         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1665         struct oom_wait_info owait;
1666         bool locked;
1667
1668         /* OOM is global, do not handle */
1669         if (!memcg)
1670                 return false;
1671
1672         if (!handle || oom_killer_disabled)
1673                 goto cleanup;
1674
1675         owait.memcg = memcg;
1676         owait.wait.flags = 0;
1677         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1678         owait.wait.private = current;
1679         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1680
1681         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1682         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1683
1684         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1685
1686         if (locked)
1687                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1688
1689         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1690                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1691                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1692                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1693                                          current->memcg_oom_order);
1694         } else {
1695                 schedule();
1696                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1697                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1698         }
1699
1700         if (locked) {
1701                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1702                 /*
1703                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1704                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1705                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1706                  */
1707                 memcg_oom_recover(memcg);
1708         }
1709 cleanup:
1710         current->memcg_in_oom = NULL;
1711         css_put(&memcg->css);
1712         return true;
1713 }
1714
1715 /**
1716  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1717  * @page: page that is going to change accounted state
1718  *
1719  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1720  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1721  * being moved to another memcg:
1722  *
1723  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1724  *   if (TestClearPageState(page))
1725  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1726  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1727  */
1728 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1729 {
1730         struct mem_cgroup *memcg;
1731         unsigned long flags;
1732
1733         /*
1734          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1735          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1736          * because page moving starts with an RCU grace period.
1737          *
1738          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1739          * the page state that is going to change is the only thing
1740          * preventing the page from being uncharged.
1741          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1742          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1743          * account transaction might be complete.
1744          */
1745         rcu_read_lock();
1746
1747         if (mem_cgroup_disabled())
1748                 return NULL;
1749 again:
1750         memcg = page->mem_cgroup;
1751         if (unlikely(!memcg))
1752                 return NULL;
1753
1754         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1755                 return memcg;
1756
1757         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1758         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1759                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1760                 goto again;
1761         }
1762
1763         /*
1764          * When charge migration first begins, we can have locked and
1765          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1766          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1767          */
1768         memcg->move_lock_task = current;
1769         memcg->move_lock_flags = flags;
1770
1771         return memcg;
1772 }
1773 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1774
1775 /**
1776  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1777  * @memcg: the memcg that was accounted against
1778  */
1779 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1780 {
1781         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1782                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1783
1784                 memcg->move_lock_task = NULL;
1785                 memcg->move_lock_flags = 0;
1786
1787                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1788         }
1789
1790         rcu_read_unlock();
1791 }
1792 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1793
1794 /*
1795  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1796  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1797  */
1798 #define CHARGE_BATCH    32U
1799 struct memcg_stock_pcp {
1800         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1801         unsigned int nr_pages;
1802         struct work_struct work;
1803         unsigned long flags;
1804 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1805 };
1806 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1807 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1808
1809 /**
1810  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1811  * @memcg: memcg to consume from.
1812  * @nr_pages: how many pages to charge.
1813  *
1814  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1815  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1816  * service an allocation will refill the stock.
1817  *
1818  * returns true if successful, false otherwise.
1819  */
1820 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1821 {
1822         struct memcg_stock_pcp *stock;
1823         bool ret = false;
1824
1825         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1826                 return ret;
1827
1828         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1829         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1830                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1831                 ret = true;
1832         }
1833         put_cpu_var(memcg_stock);
1834         return ret;
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1839  */
1840 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1841 {
1842         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1843
1844         if (stock->nr_pages) {
1845                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1846                 if (do_memsw_account())
1847                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1848                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1849                 stock->nr_pages = 0;
1850         }
1851         stock->cached = NULL;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1856  * a thread which is pinned to local cpu.
1857  */
1858 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1859 {
1860         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1861         drain_stock(stock);
1862         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1867  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1868  */
1869 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1870 {
1871         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1872
1873         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1874                 drain_stock(stock);
1875                 stock->cached = memcg;
1876         }
1877         stock->nr_pages += nr_pages;
1878         put_cpu_var(memcg_stock);
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1883  * of the hierarchy under it.
1884  */
1885 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1886 {
1887         int cpu, curcpu;
1888
1889         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1890         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1891                 return;
1892         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1893         get_online_cpus();
1894         curcpu = get_cpu();
1895         for_each_online_cpu(cpu) {
1896                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1897                 struct mem_cgroup *memcg;
1898
1899                 memcg = stock->cached;
1900                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1901                         continue;
1902                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1903                         continue;
1904                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1905                         if (cpu == curcpu)
1906                                 drain_local_stock(&stock->work);
1907                         else
1908                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1909                 }
1910         }
1911         put_cpu();
1912         put_online_cpus();
1913         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1914 }
1915
1916 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1917                                         unsigned long action,
1918                                         void *hcpu)
1919 {
1920         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1921         struct memcg_stock_pcp *stock;
1922
1923         if (action == CPU_ONLINE)
1924                 return NOTIFY_OK;
1925
1926         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1927                 return NOTIFY_OK;
1928
1929         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1930         drain_stock(stock);
1931         return NOTIFY_OK;
1932 }
1933
1934 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1935                          unsigned int nr_pages,
1936                          gfp_t gfp_mask)
1937 {
1938         do {
1939                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1940                         continue;
1941                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1942                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1943         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1944 }
1945
1946 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1947 {
1948         struct mem_cgroup *memcg;
1949
1950         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1951         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1956  * and reclaims memory over the high limit.
1957  */
1958 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1959 {
1960         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1961         struct mem_cgroup *memcg;
1962
1963         if (likely(!nr_pages))
1964                 return;
1965
1966         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1967         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1968         css_put(&memcg->css);
1969         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1970 }
1971
1972 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1973                       unsigned int nr_pages)
1974 {
1975         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1976         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1977         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1978         struct page_counter *counter;
1979         unsigned long nr_reclaimed;
1980         bool may_swap = true;
1981         bool drained = false;
1982
1983         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1984                 return 0;
1985 retry:
1986         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1987                 return 0;
1988
1989         if (!do_memsw_account() ||
1990             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1991                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1992                         goto done_restock;
1993                 if (do_memsw_account())
1994                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1995                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1996         } else {
1997                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1998                 may_swap = false;
1999         }
2000
2001         if (batch > nr_pages) {
2002                 batch = nr_pages;
2003                 goto retry;
2004         }
2005
2006         /*
2007          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2008          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2009          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2010          * free their memory.
2011          */
2012         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2013                      fatal_signal_pending(current) ||
2014                      current->flags & PF_EXITING))
2015                 goto force;
2016
2017         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2018                 goto nomem;
2019
2020         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2021                 goto nomem;
2022
2023         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2024
2025         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2026                                                     gfp_mask, may_swap);
2027
2028         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2029                 goto retry;
2030
2031         if (!drained) {
2032                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2033                 drained = true;
2034                 goto retry;
2035         }
2036
2037         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2038                 goto nomem;
2039         /*
2040          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2041          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2042          * before killing the task.
2043          *
2044          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2045          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2046          * to regular pages anyway in case of failure.
2047          */
2048         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2049                 goto retry;
2050         /*
2051          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2052          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2053          */
2054         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2055                 goto retry;
2056
2057         if (nr_retries--)
2058                 goto retry;
2059
2060         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2061                 goto force;
2062
2063         if (fatal_signal_pending(current))
2064                 goto force;
2065
2066         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2067
2068         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2069                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2070 nomem:
2071         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2072                 return -ENOMEM;
2073 force:
2074         /*
2075          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2076          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2077          * temporarily by force charging it.
2078          */
2079         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2080         if (do_memsw_account())
2081                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2082         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2083
2084         return 0;
2085
2086 done_restock:
2087         css_get_many(&memcg->css, batch);
2088         if (batch > nr_pages)
2089                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2090
2091         /*
2092          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2093          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2094          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2095          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2096          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2097          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2098          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2099          */
2100         do {
2101                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2102                         /* Don't bother a random interrupted task */
2103                         if (in_interrupt()) {
2104                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2105                                 break;
2106                         }
2107                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2108                         set_notify_resume(current);
2109                         break;
2110                 }
2111         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2112
2113         return 0;
2114 }
2115
2116 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2117 {
2118         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2119                 return;
2120
2121         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2122         if (do_memsw_account())
2123                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2124
2125         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2126 }
2127
2128 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2129 {
2130         struct zone *zone = page_zone(page);
2131
2132         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2133         if (PageLRU(page)) {
2134                 struct lruvec *lruvec;
2135
2136                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2137                 ClearPageLRU(page);
2138                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2139                 *isolated = 1;
2140         } else
2141                 *isolated = 0;
2142 }
2143
2144 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2145 {
2146         struct zone *zone = page_zone(page);
2147
2148         if (isolated) {
2149                 struct lruvec *lruvec;
2150
2151                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2152                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2153                 SetPageLRU(page);
2154                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2155         }
2156         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2157 }
2158
2159 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2160                           bool lrucare)
2161 {
2162         int isolated;
2163
2164         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2165
2166         /*
2167          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2168          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2169          */
2170         if (lrucare)
2171                 lock_page_lru(page, &isolated);
2172
2173         /*
2174          * Nobody should be changing or seriously looking at
2175          * page->mem_cgroup at this point:
2176          *
2177          * - the page is uncharged
2178          *
2179          * - the page is off-LRU
2180          *
2181          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2182          *   a locked page table
2183          *
2184          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2185          *   have the page locked
2186          */
2187         page->mem_cgroup = memcg;
2188
2189         if (lrucare)
2190                 unlock_page_lru(page, isolated);
2191 }
2192
2193 #ifndef CONFIG_SLOB
2194 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2195 {
2196         int id, size;
2197         int err;
2198
2199         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2200                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2201         if (id < 0)
2202                 return id;
2203
2204         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2205                 return id;
2206
2207         /*
2208          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2209          * so we have to grow them.
2210          */
2211         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2212
2213         size = 2 * (id + 1);
2214         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2215                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2216         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2217                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2218
2219         err = memcg_update_all_caches(size);
2220         if (!err)
2221                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2222         if (!err)
2223                 memcg_nr_cache_ids = size;
2224
2225         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2226
2227         if (err) {
2228                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2229                 return err;
2230         }
2231         return id;
2232 }
2233
2234 static void memcg_free_cache_id(int id)
2235 {
2236         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2237 }
2238
2239 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2240         struct mem_cgroup *memcg;
2241         struct kmem_cache *cachep;
2242         struct work_struct work;
2243 };
2244
2245 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2246 {
2247         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2248                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2249         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2250         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2251
2252         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2253
2254         css_put(&memcg->css);
2255         kfree(cw);
2256 }
2257
2258 /*
2259  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2260  */
2261 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2262                                                struct kmem_cache *cachep)
2263 {
2264         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2265
2266         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2267         if (!cw)
2268                 return;
2269
2270         css_get(&memcg->css);
2271
2272         cw->memcg = memcg;
2273         cw->cachep = cachep;
2274         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2275
2276         schedule_work(&cw->work);
2277 }
2278
2279 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2280                                              struct kmem_cache *cachep)
2281 {
2282         /*
2283          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2284          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2285          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2286          *
2287          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2288          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2289          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2290          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2291          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2292          */
2293         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2294         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2295         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2300  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2301  *
2302  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2303  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2304  * in a workqueue.
2305  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2306  * the original cache.
2307  *
2308  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2309  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2310  */
2311 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2312 {
2313         struct mem_cgroup *memcg;
2314         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2315         int kmemcg_id;
2316
2317         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2318
2319         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2320                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2321
2322         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2323                 return cachep;
2324
2325         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2326                 return cachep;
2327
2328         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2329         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2330         if (kmemcg_id < 0)
2331                 goto out;
2332
2333         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2334         if (likely(memcg_cachep))
2335                 return memcg_cachep;
2336
2337         /*
2338          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2339          * context), we could be be predictable and return right away.
2340          * This would guarantee that the allocation being performed
2341          * already belongs in the new cache.
2342          *
2343          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2344          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2345          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2346          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2347          * defer everything.
2348          */
2349         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2350 out:
2351         css_put(&memcg->css);
2352         return cachep;
2353 }
2354
2355 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2356 {
2357         if (!is_root_cache(cachep))
2358                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2359 }
2360
2361 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2362                               struct mem_cgroup *memcg)
2363 {
2364         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2365         struct page_counter *counter;
2366         int ret;
2367
2368         if (!memcg_kmem_online(memcg))
2369                 return 0;
2370
2371         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2372         if (ret)
2373                 return ret;
2374
2375         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2376             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2377                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2378                 return -ENOMEM;
2379         }
2380
2381         page->mem_cgroup = memcg;
2382
2383         return 0;
2384 }
2385
2386 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2387 {
2388         struct mem_cgroup *memcg;
2389         int ret;
2390
2391         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2392         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2393         css_put(&memcg->css);
2394         return ret;
2395 }
2396
2397 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2398 {
2399         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2400         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2401
2402         if (!memcg)
2403                 return;
2404
2405         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2406
2407         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2408                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2409
2410         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2411         if (do_memsw_account())
2412                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2413
2414         page->mem_cgroup = NULL;
2415         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2416 }
2417 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2418
2419 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2420
2421 /*
2422  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2423  * zone->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2424  */
2425 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2426 {
2427         int i;
2428
2429         if (mem_cgroup_disabled())
2430                 return;
2431
2432         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2433                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2434
2435         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2436                        HPAGE_PMD_NR);
2437 }
2438 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2439
2440 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2441 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2442                                          bool charge)
2443 {
2444         int val = (charge) ? 1 : -1;
2445         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2446 }
2447
2448 /**
2449  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2450  * @entry: swap entry to be moved
2451  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2452  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2453  *
2454  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2455  * as the mem_cgroup's id of @from.
2456  *
2457  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2458  *
2459  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2460  * both res and memsw, and called css_get().
2461  */
2462 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2463                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2464 {
2465         unsigned short old_id, new_id;
2466
2467         old_id = mem_cgroup_id(from);
2468         new_id = mem_cgroup_id(to);
2469
2470         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2471                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2472                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2473                 return 0;
2474         }
2475         return -EINVAL;
2476 }
2477 #else
2478 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2479                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2480 {
2481         return -EINVAL;
2482 }
2483 #endif
2484
2485 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2486
2487 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2488                                    unsigned long limit)
2489 {
2490         unsigned long curusage;
2491         unsigned long oldusage;
2492         bool enlarge = false;
2493         int retry_count;
2494         int ret;
2495
2496         /*
2497          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2498          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2499          * of # of children which we should visit in this loop.
2500          */
2501         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2502                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2503
2504         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2505
2506         do {
2507                 if (signal_pending(current)) {
2508                         ret = -EINTR;
2509                         break;
2510                 }
2511
2512                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2513                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2514                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2515                         ret = -EINVAL;
2516                         break;
2517                 }
2518                 if (limit > memcg->memory.limit)
2519                         enlarge = true;
2520                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2521                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2522
2523                 if (!ret)
2524                         break;
2525
2526                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2527
2528                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2529                 /* Usage is reduced ? */
2530                 if (curusage >= oldusage)
2531                         retry_count--;
2532                 else
2533                         oldusage = curusage;
2534         } while (retry_count);
2535
2536         if (!ret && enlarge)
2537                 memcg_oom_recover(memcg);
2538
2539         return ret;
2540 }
2541
2542 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2543                                          unsigned long limit)
2544 {
2545         unsigned long curusage;
2546         unsigned long oldusage;
2547         bool enlarge = false;
2548         int retry_count;
2549         int ret;
2550
2551         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2552         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2553                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2554
2555         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2556
2557         do {
2558                 if (signal_pending(current)) {
2559                         ret = -EINTR;
2560                         break;
2561                 }
2562
2563                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2564                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2565                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2566                         ret = -EINVAL;
2567                         break;
2568                 }
2569                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2570                         enlarge = true;
2571                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2572                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2573
2574                 if (!ret)
2575                         break;
2576
2577                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2578
2579                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2580                 /* Usage is reduced ? */
2581                 if (curusage >= oldusage)
2582                         retry_count--;
2583                 else
2584                         oldusage = curusage;
2585         } while (retry_count);
2586
2587         if (!ret && enlarge)
2588                 memcg_oom_recover(memcg);
2589
2590         return ret;
2591 }
2592
2593 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2594                                             gfp_t gfp_mask,
2595                                             unsigned long *total_scanned)
2596 {
2597         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2598         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2599         unsigned long reclaimed;
2600         int loop = 0;
2601         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2602         unsigned long excess;
2603         unsigned long nr_scanned;
2604
2605         if (order > 0)
2606                 return 0;
2607
2608         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2609         /*
2610          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2611          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2612          * pressure
2613          */
2614         do {
2615                 if (next_mz)
2616                         mz = next_mz;
2617                 else
2618                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2619                 if (!mz)
2620                         break;
2621
2622                 nr_scanned = 0;
2623                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2624                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2625                 nr_reclaimed += reclaimed;
2626                 *total_scanned += nr_scanned;
2627                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2628                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2629
2630                 /*
2631                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2632                  * it is time to move on to the next cgroup
2633                  */
2634                 next_mz = NULL;
2635                 if (!reclaimed)
2636                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2637
2638                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2639                 /*
2640                  * One school of thought says that we should not add
2641                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2642                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2643                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2644                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2645                  * term TODO.
2646                  */
2647                 /* If excess == 0, no tree ops */
2648                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2649                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2650                 css_put(&mz->memcg->css);
2651                 loop++;
2652                 /*
2653                  * Could not reclaim anything and there are no more
2654                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2655                  * reclaiming anything.
2656                  */
2657                 if (!nr_reclaimed &&
2658                         (next_mz == NULL ||
2659                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2660                         break;
2661         } while (!nr_reclaimed);
2662         if (next_mz)
2663                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2664         return nr_reclaimed;
2665 }
2666
2667 /*
2668  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2669  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2670  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2671  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2672  */
2673 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2674 {
2675         bool ret;
2676
2677         rcu_read_lock();
2678         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2679         rcu_read_unlock();
2680         return ret;
2681 }
2682
2683 /*
2684  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2685  * the rest to the parent.
2686  *
2687  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2688  */
2689 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2690 {
2691         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2692
2693         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2694         lru_add_drain_all();
2695         /* try to free all pages in this cgroup */
2696         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2697                 int progress;
2698
2699                 if (signal_pending(current))
2700                         return -EINTR;
2701
2702                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2703                                                         GFP_KERNEL, true);
2704                 if (!progress) {
2705                         nr_retries--;
2706                         /* maybe some writeback is necessary */
2707                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2708                 }
2709
2710         }
2711
2712         return 0;
2713 }
2714
2715 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2716                                             char *buf, size_t nbytes,
2717                                             loff_t off)
2718 {
2719         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2720
2721         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2722                 return -EINVAL;
2723         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2724 }
2725
2726 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2727                                      struct cftype *cft)
2728 {
2729         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2730 }
2731
2732 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2733                                       struct cftype *cft, u64 val)
2734 {
2735         int retval = 0;
2736         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2737         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2738
2739         if (memcg->use_hierarchy == val)
2740                 return 0;
2741
2742         /*
2743          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2744          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2745          * occur, provided the current cgroup has no children.
2746          *
2747          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2748          * set if there are no children.
2749          */
2750         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2751                                 (val == 1 || val == 0)) {
2752                 if (!memcg_has_children(memcg))
2753                         memcg->use_hierarchy = val;
2754                 else
2755                         retval = -EBUSY;
2756         } else
2757                 retval = -EINVAL;
2758
2759         return retval;
2760 }
2761
2762 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2763                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2764 {
2765         struct mem_cgroup *iter;
2766         unsigned long val = 0;
2767
2768         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2769                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2770
2771         return val;
2772 }
2773
2774 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2775 {
2776         unsigned long val;
2777
2778         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2779                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2780                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2781                 if (swap)
2782                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2783         } else {
2784                 if (!swap)
2785                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2786                 else
2787                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2788         }
2789         return val;
2790 }
2791
2792 enum {
2793         RES_USAGE,
2794         RES_LIMIT,
2795         RES_MAX_USAGE,
2796         RES_FAILCNT,
2797         RES_SOFT_LIMIT,
2798 };
2799
2800 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2801                                struct cftype *cft)
2802 {
2803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2804         struct page_counter *counter;
2805
2806         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2807         case _MEM:
2808                 counter = &memcg->memory;
2809                 break;
2810         case _MEMSWAP:
2811                 counter = &memcg->memsw;
2812                 break;
2813         case _KMEM:
2814                 counter = &memcg->kmem;
2815                 break;
2816         case _TCP:
2817                 counter = &memcg->tcpmem;
2818                 break;
2819         default:
2820                 BUG();
2821         }
2822
2823         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2824         case RES_USAGE:
2825                 if (counter == &memcg->memory)
2826                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2827                 if (counter == &memcg->memsw)
2828                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2829                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2830         case RES_LIMIT:
2831                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2832         case RES_MAX_USAGE:
2833                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2834         case RES_FAILCNT:
2835                 return counter->failcnt;
2836         case RES_SOFT_LIMIT:
2837                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2838         default:
2839                 BUG();
2840         }
2841 }
2842
2843 #ifndef CONFIG_SLOB
2844 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2845 {
2846         int memcg_id;
2847
2848         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2849         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2850
2851         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2852         if (memcg_id < 0)
2853                 return memcg_id;
2854
2855         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2856         /*
2857          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2858          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2859          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2860          * patched.
2861          */
2862         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2863         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2864
2865         return 0;
2866 }
2867
2868 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent,
2869                                 struct mem_cgroup *memcg)
2870 {
2871         int ret = 0;
2872
2873         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2874         /*
2875          * If the parent cgroup is not kmem-online now, it cannot be
2876          * onlined after this point, because it has at least one child
2877          * already.
2878          */
2879         if (memcg_kmem_online(parent) ||
2880             (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nokmem))
2881                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2882         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2883         return ret;
2884 }
2885
2886 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2887 {
2888         struct cgroup_subsys_state *css;
2889         struct mem_cgroup *parent, *child;
2890         int kmemcg_id;
2891
2892         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2893                 return;
2894         /*
2895          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2896          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2897          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2898          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2899          */
2900         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2901
2902         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2903
2904         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2905         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2906
2907         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2908         if (!parent)
2909                 parent = root_mem_cgroup;
2910
2911         /*
2912          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2913          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2914          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2915          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2916          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2917          * memcg_drain_all_list_lrus().
2918          */
2919         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2920                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2921                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2922                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2923                 if (!memcg->use_hierarchy)
2924                         break;
2925         }
2926         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2927
2928         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2929 }
2930
2931 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2932 {
2933         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2934         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2935                 memcg_offline_kmem(memcg);
2936
2937         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2938                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2939                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2940                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2941         }
2942 }
2943 #else
2944 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent, struct mem_cgroup *memcg)
2945 {
2946         return 0;
2947 }
2948 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2949 {
2950         return 0;
2951 }
2952 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2953 {
2954 }
2955 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2956 {
2957 }
2958 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2959
2960 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2961                                    unsigned long limit)
2962 {
2963         int ret = 0;
2964
2965         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2966         /* Top-level cgroup doesn't propagate from root */
2967         if (!memcg_kmem_online(memcg)) {
2968                 if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2969                     (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2970                         ret = -EBUSY;
2971                 if (ret)
2972                         goto out;
2973                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2974                 if (ret)
2975                         goto out;
2976         }
2977         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2978 out:
2979         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2980         return ret;
2981 }
2982
2983 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2984 {
2985         int ret;
2986
2987         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2988
2989         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2990         if (ret)
2991                 goto out;
2992
2993         if (!memcg->tcpmem_active) {
2994                 /*
2995                  * The active flag needs to be written after the static_key
2996                  * update. This is what guarantees that the socket activation
2997                  * function is the last one to run. See sock_update_memcg() for
2998                  * details, and note that we don't mark any socket as belonging
2999                  * to this memcg until that flag is up.
3000                  *
3001                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3002                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3003                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3004                  * yet, we'll lose accounting.
3005                  *
3006                  * We never race with the readers in sock_update_memcg(),
3007                  * because when this value change, the code to process it is not
3008                  * patched in yet.
3009                  */
3010                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3011                 memcg->tcpmem_active = true;
3012         }
3013 out:
3014         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3015         return ret;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * The user of this function is...
3020  * RES_LIMIT.
3021  */
3022 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3023                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3024 {
3025         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3026         unsigned long nr_pages;
3027         int ret;
3028
3029         buf = strstrip(buf);
3030         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3031         if (ret)
3032                 return ret;
3033
3034         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3035         case RES_LIMIT:
3036                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3037                         ret = -EINVAL;
3038                         break;
3039                 }
3040                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3041                 case _MEM:
3042                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3043                         break;
3044                 case _MEMSWAP:
3045                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3046                         break;
3047                 case _KMEM:
3048                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3049                         break;
3050                 case _TCP:
3051                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3052                         break;
3053                 }
3054                 break;
3055         case RES_SOFT_LIMIT:
3056                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3057                 ret = 0;
3058                 break;
3059         }
3060         return ret ?: nbytes;
3061 }
3062
3063 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3064                                 size_t nbytes, loff_t off)
3065 {
3066         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3067         struct page_counter *counter;
3068
3069         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3070         case _MEM:
3071                 counter = &memcg->memory;
3072                 break;
3073         case _MEMSWAP:
3074                 counter = &memcg->memsw;
3075                 break;
3076         case _KMEM:
3077                 counter = &memcg->kmem;
3078                 break;
3079         case _TCP:
3080                 counter = &memcg->tcpmem;
3081                 break;
3082         default:
3083                 BUG();
3084         }
3085
3086         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3087         case RES_MAX_USAGE:
3088                 page_counter_reset_watermark(counter);
3089                 break;
3090         case RES_FAILCNT:
3091                 counter->failcnt = 0;
3092                 break;
3093         default:
3094                 BUG();
3095         }
3096
3097         return nbytes;
3098 }
3099
3100 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3101                                         struct cftype *cft)
3102 {
3103         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3104 }
3105
3106 #ifdef CONFIG_MMU
3107 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3108                                         struct cftype *cft, u64 val)
3109 {
3110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3111
3112         if (val & ~MOVE_MASK)
3113                 return -EINVAL;
3114
3115         /*
3116          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3117          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3118          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3119          * affect task migrations starting after the change.
3120          */
3121         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3122         return 0;
3123 }
3124 #else
3125 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3126                                         struct cftype *cft, u64 val)
3127 {
3128         return -ENOSYS;
3129 }
3130 #endif
3131
3132 #ifdef CONFIG_NUMA
3133 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3134 {
3135         struct numa_stat {
3136                 const char *name;
3137                 unsigned int lru_mask;
3138         };
3139
3140         static const struct numa_stat stats[] = {
3141                 { "total", LRU_ALL },
3142                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3143                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3144                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3145         };
3146         const struct numa_stat *stat;
3147         int nid;
3148         unsigned long nr;
3149         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3150
3151         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3152                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3153                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3154                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3155                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3156                                                           stat->lru_mask);
3157                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3158                 }
3159                 seq_putc(m, '\n');
3160         }
3161
3162         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3163                 struct mem_cgroup *iter;
3164
3165                 nr = 0;
3166                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3167                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3168                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3169                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3170                         nr = 0;
3171                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3172                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3173                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3174                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3175                 }
3176                 seq_putc(m, '\n');
3177         }
3178
3179         return 0;
3180 }
3181 #endif /* CONFIG_NUMA */
3182
3183 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3184 {
3185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3186         unsigned long memory, memsw;
3187         struct mem_cgroup *mi;
3188         unsigned int i;
3189
3190         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3191                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3192         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3193                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3194         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3195
3196         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3197                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3198                         continue;
3199                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3200                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3201         }
3202
3203         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3204                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3205                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3206
3207         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3208                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3209                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3210
3211         /* Hierarchical information */
3212         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3213         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3214                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3215                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3216         }
3217         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3218                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3219         if (do_memsw_account())
3220                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3221                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3222
3223         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3224                 unsigned long long val = 0;
3225
3226                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3227                         continue;
3228                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3229                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3230                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3231         }
3232
3233         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3234                 unsigned long long val = 0;
3235
3236                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3237                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3238                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3239                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3240         }
3241
3242         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3243                 unsigned long long val = 0;
3244
3245                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3246                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3247                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3248         }
3249
3250 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3251         {
3252                 int nid, zid;
3253                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3254                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3255                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3256                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3257
3258                 for_each_online_node(nid)
3259                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3260                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3261                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3262
3263                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3264                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3265                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3266                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3267                         }
3268                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3269                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3270                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3271                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3272         }
3273 #endif
3274
3275         return 0;
3276 }
3277
3278 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3279                                       struct cftype *cft)
3280 {
3281         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3282
3283         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3284 }
3285
3286 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3287                                        struct cftype *cft, u64 val)
3288 {
3289         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3290
3291         if (val > 100)
3292                 return -EINVAL;
3293
3294         if (css->parent)
3295                 memcg->swappiness = val;
3296         else
3297                 vm_swappiness = val;
3298
3299         return 0;
3300 }
3301
3302 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3303 {
3304         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3305         unsigned long usage;
3306         int i;
3307
3308         rcu_read_lock();
3309         if (!swap)
3310                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3311         else
3312                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3313
3314         if (!t)
3315                 goto unlock;
3316
3317         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3318
3319         /*
3320          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3321          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3322          * call of __mem_cgroup_threshold().
3323          */
3324         i = t->current_threshold;
3325
3326         /*
3327          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3328          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3329          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3330          * only one element of the array here.
3331          */
3332         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3333                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3334
3335         /* i = current_threshold + 1 */
3336         i++;
3337
3338         /*
3339          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3340          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3341          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3342          * only one element of the array here.
3343          */
3344         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3345                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3346
3347         /* Update current_threshold */
3348         t->current_threshold = i - 1;
3349 unlock:
3350         rcu_read_unlock();
3351 }
3352
3353 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3354 {
3355         while (memcg) {
3356                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3357                 if (do_memsw_account())
3358                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3359
3360                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3361         }
3362 }
3363
3364 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3365 {
3366         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3367         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3368
3369         if (_a->threshold > _b->threshold)
3370                 return 1;
3371
3372         if (_a->threshold < _b->threshold)
3373                 return -1;
3374
3375         return 0;
3376 }
3377
3378 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3379 {
3380         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3381
3382         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3383
3384         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3385                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3386
3387         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3388         return 0;
3389 }
3390
3391 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3392 {
3393         struct mem_cgroup *iter;
3394
3395         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3396                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3397 }
3398
3399 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3400         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3401 {
3402         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3403         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3404         unsigned long threshold;
3405         unsigned long usage;
3406         int i, size, ret;
3407
3408         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3409         if (ret)
3410                 return ret;
3411
3412         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3413
3414         if (type == _MEM) {
3415                 thresholds = &memcg->thresholds;
3416                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3417         } else if (type == _MEMSWAP) {
3418                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3419                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3420         } else
3421                 BUG();
3422
3423         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3424         if (thresholds->primary)
3425                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3426
3427         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3428
3429         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3430         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3431                         GFP_KERNEL);
3432         if (!new) {
3433                 ret = -ENOMEM;
3434                 goto unlock;
3435         }
3436         new->size = size;
3437
3438         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3439         if (thresholds->primary) {
3440                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3441                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3442         }
3443
3444         /* Add new threshold */
3445         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3446         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3447
3448         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3449         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3450                         compare_thresholds, NULL);
3451
3452         /* Find current threshold */
3453         new->current_threshold = -1;
3454         for (i = 0; i < size; i++) {
3455                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3456                         /*
3457                          * new->current_threshold will not be used until
3458                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3459                          * it here.
3460                          */
3461                         ++new->current_threshold;
3462                 } else
3463                         break;
3464         }
3465
3466         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3467         kfree(thresholds->spare);
3468         thresholds->spare = thresholds->primary;
3469
3470         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3471
3472         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3473         synchronize_rcu();
3474
3475 unlock:
3476         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3477
3478         return ret;
3479 }
3480
3481 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3482         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3483 {
3484         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3485 }
3486
3487 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3488         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3489 {
3490         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3491 }
3492
3493 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3494         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3495 {
3496         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3497         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3498         unsigned long usage;
3499         int i, j, size;
3500
3501         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3502
3503         if (type == _MEM) {
3504                 thresholds = &memcg->thresholds;
3505                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3506         } else if (type == _MEMSWAP) {
3507                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3508                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3509         } else
3510                 BUG();
3511
3512         if (!thresholds->primary)
3513                 goto unlock;
3514
3515         /* Check if a threshold crossed before removing */
3516         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3517
3518         /* Calculate new number of threshold */
3519         size = 0;
3520         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3521                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3522                         size++;
3523         }
3524
3525         new = thresholds->spare;
3526
3527         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3528         if (!size) {
3529                 kfree(new);
3530                 new = NULL;
3531                 goto swap_buffers;
3532         }
3533
3534         new->size = size;
3535
3536         /* Copy thresholds and find current threshold */
3537         new->current_threshold = -1;
3538         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3539                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3540                         continue;
3541
3542                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3543                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3544                         /*
3545                          * new->current_threshold will not be used
3546                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3547                          * it here.
3548                          */
3549                         ++new->current_threshold;
3550                 }
3551                 j++;
3552         }
3553
3554 swap_buffers:
3555         /* Swap primary and spare array */
3556         thresholds->spare = thresholds->primary;
3557
3558         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3559
3560         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3561         synchronize_rcu();
3562
3563         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3564         if (!new) {
3565                 kfree(thresholds->spare);
3566                 thresholds->spare = NULL;
3567         }
3568 unlock:
3569         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3570 }
3571
3572 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3573         struct eventfd_ctx *eventfd)
3574 {
3575         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3576 }
3577
3578 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3579         struct eventfd_ctx *eventfd)
3580 {
3581         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3582 }
3583
3584 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3585         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3586 {
3587         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3588
3589         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3590         if (!event)
3591                 return -ENOMEM;
3592
3593         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3594
3595         event->eventfd = eventfd;
3596         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3597
3598         /* already in OOM ? */
3599         if (memcg->under_oom)
3600                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3601         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3602
3603         return 0;
3604 }
3605
3606 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3607         struct eventfd_ctx *eventfd)
3608 {
3609         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3610
3611         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3612
3613         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3614                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3615                         list_del(&ev->list);
3616                         kfree(ev);
3617                 }
3618         }
3619
3620         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3621 }
3622
3623 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3624 {
3625         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3626
3627         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3628         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3629         return 0;
3630 }
3631
3632 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3633         struct cftype *cft, u64 val)
3634 {
3635         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3636
3637         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3638         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3639                 return -EINVAL;
3640
3641         memcg->oom_kill_disable = val;
3642         if (!val)
3643                 memcg_oom_recover(memcg);
3644
3645         return 0;
3646 }
3647
3648 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3649
3650 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3651 {
3652         return &memcg->cgwb_list;
3653 }
3654
3655 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3656 {
3657         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3658 }
3659
3660 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3661 {
3662         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3663 }
3664
3665 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3666 {
3667         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3668 }
3669
3670 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3671 {
3672         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3673
3674         if (!memcg->css.parent)
3675                 return NULL;
3676
3677         return &memcg->cgwb_domain;
3678 }
3679
3680 /**
3681  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3682  * @wb: bdi_writeback in question
3683  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3684  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3685  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3686  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3687  *
3688  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3689  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3690  * is a bit more involved.
3691  *
3692  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3693  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3694  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3695  * available memory in the system.  The caller should further cap
3696  * *@pheadroom accordingly.
3697  */
3698 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3699                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3700                          unsigned long *pwriteback)
3701 {
3702         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3703         struct mem_cgroup *parent;
3704
3705         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3706
3707         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3708         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3709         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3710                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3711         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3712
3713         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3714                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3715                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3716
3717                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3718                 memcg = parent;
3719         }
3720 }
3721
3722 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3723
3724 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3725 {
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3730 {
3731 }
3732
3733 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3734 {
3735 }
3736
3737 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3738
3739 /*
3740  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3741  *
3742  * "cgroup.event_control" implementation.
3743  *
3744  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3745  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3746  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3747  *
3748  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3749  * possible.
3750  */
3751
3752 /*
3753  * Unregister event and free resources.
3754  *
3755  * Gets called from workqueue.
3756  */
3757 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3758 {
3759         struct mem_cgroup_event *event =
3760                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3761         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3762
3763         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3764
3765         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3766
3767         /* Notify userspace the event is going away. */
3768         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3769
3770         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3771         kfree(event);
3772         css_put(&memcg->css);
3773 }
3774
3775 /*
3776  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3777  *
3778  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3779  */
3780 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3781                             int sync, void *key)
3782 {
3783         struct mem_cgroup_event *event =
3784                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3785         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3786         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3787
3788         if (flags & POLLHUP) {
3789                 /*
3790                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3791                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3792                  * for us.
3793                  *
3794                  * We can't race against event freeing since the other
3795                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3796                  * which we hold.
3797                  */
3798                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3799                 if (!list_empty(&event->list)) {
3800                         list_del_init(&event->list);
3801                         /*
3802                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3803                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3804                          */
3805                         schedule_work(&event->remove);
3806                 }
3807                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3808         }
3809
3810         return 0;
3811 }
3812
3813 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3814                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3815 {
3816         struct mem_cgroup_event *event =
3817                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3818
3819         event->wqh = wqh;
3820         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3821 }
3822
3823 /*
3824  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3825  *
3826  * Parse input and register new cgroup event handler.
3827  *
3828  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3829  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3830  */
3831 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3832                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3833 {
3834         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3835         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3836         struct mem_cgroup_event *event;
3837         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3838         unsigned int efd, cfd;
3839         struct fd efile;
3840         struct fd cfile;
3841         const char *name;
3842         char *endp;
3843         int ret;
3844
3845         buf = strstrip(buf);
3846
3847         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3848         if (*endp != ' ')
3849                 return -EINVAL;
3850         buf = endp + 1;
3851
3852         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3853         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3854                 return -EINVAL;
3855         buf = endp + 1;
3856
3857         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3858         if (!event)
3859                 return -ENOMEM;
3860
3861         event->memcg = memcg;
3862         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3863         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3864         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3865         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3866
3867         efile = fdget(efd);
3868         if (!efile.file) {
3869                 ret = -EBADF;
3870                 goto out_kfree;
3871         }
3872
3873         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3874         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3875                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3876                 goto out_put_efile;
3877         }
3878
3879         cfile = fdget(cfd);
3880         if (!cfile.file) {
3881                 ret = -EBADF;
3882                 goto out_put_eventfd;
3883         }
3884
3885         /* the process need read permission on control file */
3886         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3887         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3888         if (ret < 0)
3889                 goto out_put_cfile;
3890
3891         /*
3892          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3893          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3894          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3895          * is for compatibility anyway.
3896          *
3897          * DO NOT ADD NEW FILES.
3898          */
3899         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3900
3901         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3902                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3903                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3904         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3905                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3906                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3907         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3908                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3909                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3910         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3911                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3912                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3913         } else {
3914                 ret = -EINVAL;
3915                 goto out_put_cfile;
3916         }
3917
3918         /*
3919          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3920          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3921          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3922          */
3923         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3924                                                &memory_cgrp_subsys);
3925         ret = -EINVAL;
3926         if (IS_ERR(cfile_css))
3927                 goto out_put_cfile;
3928         if (cfile_css != css) {
3929                 css_put(cfile_css);
3930                 goto out_put_cfile;
3931         }
3932
3933         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3934         if (ret)
3935                 goto out_put_css;
3936
3937         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3938
3939         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3940         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3941         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3942
3943         fdput(cfile);
3944         fdput(efile);
3945
3946         return nbytes;
3947
3948 out_put_css:
3949         css_put(css);
3950 out_put_cfile:
3951         fdput(cfile);
3952 out_put_eventfd:
3953         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3954 out_put_efile:
3955         fdput(efile);
3956 out_kfree:
3957         kfree(event);
3958
3959         return ret;
3960 }
3961
3962 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3963         {
3964                 .name = "usage_in_bytes",
3965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3966                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3967         },
3968         {
3969                 .name = "max_usage_in_bytes",
3970                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3971                 .write = mem_cgroup_reset,
3972                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3973         },
3974         {
3975                 .name = "limit_in_bytes",
3976                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3977                 .write = mem_cgroup_write,
3978                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3979         },
3980         {
3981                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3982                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3983                 .write = mem_cgroup_write,
3984                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3985         },
3986         {
3987                 .name = "failcnt",
3988                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3989                 .write = mem_cgroup_reset,
3990                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3991         },
3992         {
3993                 .name = "stat",
3994                 .seq_show = memcg_stat_show,
3995         },
3996         {
3997                 .name = "force_empty",
3998                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
3999         },
4000         {
4001                 .name = "use_hierarchy",
4002                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4003                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4004         },
4005         {
4006                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4007                 .write = memcg_write_event_control,
4008                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4009         },
4010         {
4011                 .name = "swappiness",
4012                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4013                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4014         },
4015         {
4016                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4017                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4018                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4019         },
4020         {
4021                 .name = "oom_control",
4022                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4023                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4024                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4025         },
4026         {
4027                 .name = "pressure_level",
4028         },
4029 #ifdef CONFIG_NUMA
4030         {
4031                 .name = "numa_stat",
4032                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4033         },
4034 #endif
4035         {
4036                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4038                 .write = mem_cgroup_write,
4039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4040         },
4041         {
4042                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4044                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4045         },
4046         {
4047                 .name = "kmem.failcnt",
4048                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4049                 .write = mem_cgroup_reset,
4050                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4051         },
4052         {
4053                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4054                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4055                 .write = mem_cgroup_reset,
4056                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4057         },
4058 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4059         {
4060                 .name = "kmem.slabinfo",
4061                 .seq_start = slab_start,
4062                 .seq_next = slab_next,
4063                 .seq_stop = slab_stop,
4064                 .seq_show = memcg_slab_show,
4065         },
4066 #endif
4067         {
4068                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4069                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4070                 .write = mem_cgroup_write,
4071                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4072         },
4073         {
4074                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4075                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4076                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4077         },
4078         {
4079                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4080                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4081                 .write = mem_cgroup_reset,
4082                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4083         },
4084         {
4085                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4086                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4087                 .write = mem_cgroup_reset,
4088                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4089         },
4090         { },    /* terminate */
4091 };
4092
4093 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4094 {
4095         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4096         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4097         int zone, tmp = node;
4098         /*
4099          * This routine is called against possible nodes.
4100          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4101          *
4102          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4103          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4104          *       function.
4105          */
4106         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4107                 tmp = -1;
4108         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4109         if (!pn)
4110                 return 1;
4111
4112         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4113                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4114                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4115                 mz->usage_in_excess = 0;
4116                 mz->on_tree = false;
4117                 mz->memcg = memcg;
4118         }
4119         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4120         return 0;
4121 }
4122
4123 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4124 {
4125         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4126 }
4127
4128 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4129 {
4130         int node;
4131
4132         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4133         for_each_node(node)
4134                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4135         free_percpu(memcg->stat);
4136         kfree(memcg);
4137 }
4138
4139 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4140 {
4141         struct mem_cgroup *memcg;
4142         size_t size;
4143         int node;
4144
4145         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4146         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4147
4148         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4149         if (!memcg)
4150                 return NULL;
4151
4152         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4153         if (!memcg->stat)
4154                 goto fail;
4155
4156         for_each_node(node)
4157                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4158                         goto fail;
4159
4160         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4161                 goto fail;
4162
4163         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4164         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4165         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4166         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4167         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4168         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4169         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4170         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4171         memcg->socket_pressure = jiffies;
4172 #ifndef CONFIG_SLOB
4173         memcg->kmemcg_id = -1;
4174 #endif
4175 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4176         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4177 #endif
4178         return memcg;
4179 fail:
4180         mem_cgroup_free(memcg);
4181         return NULL;
4182 }
4183
4184 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4185 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4186 {
4187         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4188         struct mem_cgroup *memcg;
4189         long error = -ENOMEM;
4190
4191         memcg = mem_cgroup_alloc();
4192         if (!memcg)
4193                 return ERR_PTR(error);
4194
4195         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4196         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4197         if (parent) {
4198                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4199                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4200         }
4201         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4202                 memcg->use_hierarchy = true;
4203                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4204                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4205                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4206                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4207         } else {
4208                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4209                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4210                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4211                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4212                 /*
4213                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4214                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4215                  * unfortunate state in our controller.
4216                  */
4217                 if (parent != root_mem_cgroup)
4218                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4219         }
4220
4221         /* The following stuff does not apply to the root */
4222         if (!parent) {
4223                 root_mem_cgroup = memcg;
4224                 return &memcg->css;
4225         }
4226
4227         error = memcg_propagate_kmem(parent, memcg);
4228         if (error)
4229                 goto fail;
4230
4231         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4232                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4233
4234         return &memcg->css;
4235 fail:
4236         mem_cgroup_free(memcg);
4237         return NULL;
4238 }
4239
4240 static int
4241 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4242 {
4243         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4244                 return -ENOSPC;
4245
4246         return 0;
4247 }
4248
4249 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4250 {
4251         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4252         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4253
4254         /*
4255          * Unregister events and notify userspace.
4256          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4257          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4258          */
4259         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4260         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4261                 list_del_init(&event->list);
4262                 schedule_work(&event->remove);
4263         }
4264         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4265
4266         memcg_offline_kmem(memcg);
4267         wb_memcg_offline(memcg);
4268 }
4269
4270 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4271 {
4272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4273
4274         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4275 }
4276
4277 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4278 {
4279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4280
4281         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4282                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4283
4284         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4285                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4286
4287         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4288         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4289         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4290         memcg_free_kmem(memcg);
4291         mem_cgroup_free(memcg);
4292 }
4293
4294 /**
4295  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4296  * @css: the target css
4297  *
4298  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4299  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4300  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4301  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4302  * made visible again.
4303  *
4304  * The current implementation only resets the essential configurations.
4305  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4306  */
4307 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4308 {
4309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4310
4311         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4312         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4313         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4314         memcg->low = 0;
4315         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4316         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4317         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4318 }
4319
4320 #ifdef CONFIG_MMU
4321 /* Handlers for move charge at task migration. */
4322 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4323 {
4324         int ret;
4325
4326         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4327         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4328         if (!ret) {
4329                 mc.precharge += count;
4330                 return ret;
4331         }
4332
4333         /* Try charges one by one with reclaim */
4334         while (count--) {
4335                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4336                 if (ret)
4337                         return ret;
4338                 mc.precharge++;
4339                 cond_resched();
4340         }
4341         return 0;
4342 }
4343
4344 /**
4345  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4346  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4347  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4348  * @ptent: the pte to be checked
4349  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4350  *
4351  * Returns
4352  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4353  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4354  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4355  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4356  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4357  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4358  *     in target->ent.
4359  *
4360  * Called with pte lock held.
4361  */
4362 union mc_target {
4363         struct page     *page;
4364         swp_entry_t     ent;
4365 };
4366
4367 enum mc_target_type {
4368         MC_TARGET_NONE = 0,
4369         MC_TARGET_PAGE,
4370         MC_TARGET_SWAP,
4371 };
4372
4373 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4374                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4375 {
4376         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4377
4378         if (!page || !page_mapped(page))
4379                 return NULL;
4380         if (PageAnon(page)) {
4381                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4382                         return NULL;
4383         } else {
4384                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4385                         return NULL;
4386         }
4387         if (!get_page_unless_zero(page))
4388                 return NULL;
4389
4390         return page;
4391 }
4392
4393 #ifdef CONFIG_SWAP
4394 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4395                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4396 {
4397         struct page *page = NULL;
4398         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4399
4400         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4401                 return NULL;
4402         /*
4403          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4404          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4405          */
4406         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4407         if (do_memsw_account())
4408                 entry->val = ent.val;
4409
4410         return page;
4411 }
4412 #else
4413 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4414                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4415 {
4416         return NULL;
4417 }
4418 #endif
4419
4420 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4421                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4422 {
4423         struct page *page = NULL;
4424         struct address_space *mapping;
4425         pgoff_t pgoff;
4426
4427         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4428                 return NULL;
4429         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4430                 return NULL;
4431
4432         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4433         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4434
4435         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4436 #ifdef CONFIG_SWAP
4437         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4438         if (shmem_mapping(mapping)) {
4439                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4440                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4441                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4442                         if (do_memsw_account())
4443                                 *entry = swp;
4444                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4445                 }
4446         } else
4447                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4448 #else
4449         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4450 #endif
4451         return page;
4452 }
4453
4454 /**
4455  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4456  * @page: the page
4457  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4458  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4459  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4460  *
4461  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4462  *
4463  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4464  * from old cgroup.
4465  */
4466 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4467                                    bool compound,
4468                                    struct mem_cgroup *from,
4469                                    struct mem_cgroup *to)
4470 {
4471         unsigned long flags;
4472         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4473         int ret;
4474         bool anon;
4475
4476         VM_BUG_ON(from == to);
4477         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4478         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4479
4480         /*
4481          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4482          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4483          */
4484         ret = -EBUSY;
4485         if (!trylock_page(page))
4486                 goto out;
4487
4488         ret = -EINVAL;
4489         if (page->mem_cgroup != from)
4490                 goto out_unlock;
4491
4492         anon = PageAnon(page);
4493
4494         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4495
4496         if (!anon && page_mapped(page)) {
4497                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4498                                nr_pages);
4499                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4500                                nr_pages);
4501         }
4502
4503         /*
4504          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4505          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4506          * So mapping should be stable for dirty pages.
4507          */
4508         if (!anon && PageDirty(page)) {
4509                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4510
4511                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4512                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4513                                        nr_pages);
4514                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4515                                        nr_pages);
4516                 }
4517         }
4518
4519         if (PageWriteback(page)) {
4520                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4521                                nr_pages);
4522                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4523                                nr_pages);
4524         }
4525
4526         /*
4527          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4528          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4529          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4530          */
4531
4532         /* caller should have done css_get */
4533         page->mem_cgroup = to;
4534         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4535
4536         ret = 0;
4537
4538         local_irq_disable();
4539         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4540         memcg_check_events(to, page);
4541         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4542         memcg_check_events(from, page);
4543         local_irq_enable();
4544 out_unlock:
4545         unlock_page(page);
4546 out:
4547         return ret;
4548 }
4549
4550 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4551                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4552 {
4553         struct page *page = NULL;
4554         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4555         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4556
4557         if (pte_present(ptent))
4558                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4559         else if (is_swap_pte(ptent))
4560                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4561         else if (pte_none(ptent))
4562                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4563
4564         if (!page && !ent.val)
4565                 return ret;
4566         if (page) {
4567                 /*
4568                  * Do only loose check w/o serialization.
4569                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4570                  * not under LRU exclusion.
4571                  */
4572                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4573                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4574                         if (target)
4575                                 target->page = page;
4576                 }
4577                 if (!ret || !target)
4578                         put_page(page);
4579         }
4580         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4581         if (ent.val && !ret &&
4582             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4583                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4584                 if (target)
4585                         target->ent = ent;
4586         }
4587         return ret;
4588 }
4589
4590 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4591 /*
4592  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4593  * support them for now.
4594  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4595  */
4596 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4597                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4598 {
4599         struct page *page = NULL;
4600         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4601
4602         page = pmd_page(pmd);
4603         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4604         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4605                 return ret;
4606         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4607                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4608                 if (target) {
4609                         get_page(page);
4610                         target->page = page;
4611                 }
4612         }
4613         return ret;
4614 }
4615 #else
4616 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4617                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4618 {
4619         return MC_TARGET_NONE;
4620 }
4621 #endif
4622
4623 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4624                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4625                                         struct mm_walk *walk)
4626 {
4627         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4628         pte_t *pte;
4629         spinlock_t *ptl;
4630
4631         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4632                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4633                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4634                 spin_unlock(ptl);
4635                 return 0;
4636         }
4637
4638         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4639                 return 0;
4640         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4641         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4642                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4643                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4644         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4645         cond_resched();
4646
4647         return 0;
4648 }
4649
4650 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4651 {
4652         unsigned long precharge;
4653
4654         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4655                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4656                 .mm = mm,
4657         };
4658         down_read(&mm->mmap_sem);
4659         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4660         up_read(&mm->mmap_sem);
4661
4662         precharge = mc.precharge;
4663         mc.precharge = 0;
4664
4665         return precharge;
4666 }
4667
4668 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4669 {
4670         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4671
4672         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4673         mc.moving_task = current;
4674         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4675 }
4676
4677 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4678 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4679 {
4680         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4681         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4682
4683         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4684         if (mc.precharge) {
4685                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4686                 mc.precharge = 0;
4687         }
4688         /*
4689          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4690          * we must uncharge here.
4691          */
4692         if (mc.moved_charge) {
4693                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4694                 mc.moved_charge = 0;
4695         }
4696         /* we must fixup refcnts and charges */
4697         if (mc.moved_swap) {
4698                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4699                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4700                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4701
4702                 /*
4703                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4704                  * should uncharge to->memory.
4705                  */
4706                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4707                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4708
4709                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4710
4711                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4712                 mc.moved_swap = 0;
4713         }
4714         memcg_oom_recover(from);
4715         memcg_oom_recover(to);
4716         wake_up_all(&mc.waitq);
4717 }
4718
4719 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4720 {
4721         /*
4722          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4723          * task migration.
4724          */
4725         mc.moving_task = NULL;
4726         __mem_cgroup_clear_mc();
4727         spin_lock(&mc.lock);
4728         mc.from = NULL;
4729         mc.to = NULL;
4730         spin_unlock(&mc.lock);
4731 }
4732
4733 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4734 {
4735         struct cgroup_subsys_state *css;
4736         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4737         struct mem_cgroup *from;
4738         struct task_struct *leader, *p;
4739         struct mm_struct *mm;
4740         unsigned long move_flags;
4741         int ret = 0;
4742
4743         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4744         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4745                 return 0;
4746
4747         /*
4748          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4749          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4750          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4751          * multiple.
4752          */
4753         p = NULL;
4754         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4755                 WARN_ON_ONCE(p);
4756                 p = leader;
4757                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4758         }
4759         if (!p)
4760                 return 0;
4761
4762         /*
4763          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4764          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4765          * So we need to save it, and keep it going.
4766          */
4767         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4768         if (!move_flags)
4769                 return 0;
4770
4771         from = mem_cgroup_from_task(p);
4772
4773         VM_BUG_ON(from == memcg);
4774
4775         mm = get_task_mm(p);
4776         if (!mm)
4777                 return 0;
4778         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4779         if (mm->owner == p) {
4780                 VM_BUG_ON(mc.from);
4781                 VM_BUG_ON(mc.to);
4782                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4783                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4784                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4785
4786                 spin_lock(&mc.lock);
4787                 mc.from = from;
4788                 mc.to = memcg;
4789                 mc.flags = move_flags;
4790                 spin_unlock(&mc.lock);
4791                 /* We set mc.moving_task later */
4792
4793                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4794                 if (ret)
4795                         mem_cgroup_clear_mc();
4796         }
4797         mmput(mm);
4798         return ret;
4799 }
4800
4801 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4802 {
4803         if (mc.to)
4804                 mem_cgroup_clear_mc();
4805 }
4806
4807 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4808                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4809                                 struct mm_walk *walk)
4810 {
4811         int ret = 0;
4812         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4813         pte_t *pte;
4814         spinlock_t *ptl;
4815         enum mc_target_type target_type;
4816         union mc_target target;
4817         struct page *page;
4818
4819         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4820                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4821                         spin_unlock(ptl);
4822                         return 0;
4823                 }
4824                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4825                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4826                         page = target.page;
4827                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4828                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4829                                                              mc.from, mc.to)) {
4830                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4831                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4832                                 }
4833                                 putback_lru_page(page);
4834                         }
4835                         put_page(page);
4836                 }
4837                 spin_unlock(ptl);
4838                 return 0;
4839         }
4840
4841         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4842                 return 0;
4843 retry:
4844         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4845         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4846                 pte_t ptent = *(pte++);
4847                 swp_entry_t ent;
4848
4849                 if (!mc.precharge)
4850                         break;
4851
4852                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4853                 case MC_TARGET_PAGE:
4854                         page = target.page;
4855                         /*
4856                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4857                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4858                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4859                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4860                          */
4861                         if (PageTransCompound(page))
4862                                 goto put;
4863                         if (isolate_lru_page(page))
4864                                 goto put;
4865                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4866                                                 mc.from, mc.to)) {
4867                                 mc.precharge--;
4868                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4869                                 mc.moved_charge++;
4870                         }
4871                         putback_lru_page(page);
4872 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4873                         put_page(page);
4874                         break;
4875                 case MC_TARGET_SWAP:
4876                         ent = target.ent;
4877                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4878                                 mc.precharge--;
4879                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4880                                 mc.moved_swap++;
4881                         }
4882                         break;
4883                 default:
4884                         break;
4885                 }
4886         }
4887         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4888         cond_resched();
4889
4890         if (addr != end) {
4891                 /*
4892                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4893                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4894                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4895                  * phase.
4896                  */
4897                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4898                 if (!ret)
4899                         goto retry;
4900         }
4901
4902         return ret;
4903 }
4904
4905 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4906 {
4907         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4908                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4909                 .mm = mm,
4910         };
4911
4912         lru_add_drain_all();
4913         /*
4914          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4915          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4916          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
4917          */
4918         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4919         synchronize_rcu();
4920 retry:
4921         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
4922                 /*
4923                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4924                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4925                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4926                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4927                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4928                  */
4929                 __mem_cgroup_clear_mc();
4930                 cond_resched();
4931                 goto retry;
4932         }
4933         /*
4934          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4935          * additional charge, the page walk just aborts.
4936          */
4937         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4938         up_read(&mm->mmap_sem);
4939         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
4940 }
4941
4942 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4943 {
4944         struct cgroup_subsys_state *css;
4945         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
4946         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
4947
4948         if (mm) {
4949                 if (mc.to)
4950                         mem_cgroup_move_charge(mm);
4951                 mmput(mm);
4952         }
4953         if (mc.to)
4954                 mem_cgroup_clear_mc();
4955 }
4956 #else   /* !CONFIG_MMU */
4957 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4958 {
4959         return 0;
4960 }
4961 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4962 {
4963 }
4964 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4965 {
4966 }
4967 #endif
4968
4969 /*
4970  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
4971  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
4972  * attempt.
4973  */
4974 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
4975 {
4976         /*
4977          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
4978          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
4979          * on for the root memcg is enough.
4980          */
4981         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4982                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
4983         else
4984                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
4985 }
4986
4987 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4988                                struct cftype *cft)
4989 {
4990         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4991
4992         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
4993 }
4994
4995 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
4996 {
4997         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4998         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
4999
5000         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5001                 seq_puts(m, "max\n");
5002         else
5003                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5004
5005         return 0;
5006 }
5007
5008 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5009                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5010 {
5011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5012         unsigned long low;
5013         int err;
5014
5015         buf = strstrip(buf);
5016         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5017         if (err)
5018                 return err;
5019
5020         memcg->low = low;
5021
5022         return nbytes;
5023 }
5024
5025 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5026 {
5027         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5028         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5029
5030         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5031                 seq_puts(m, "max\n");
5032         else
5033                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5034
5035         return 0;
5036 }
5037
5038 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5039                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5040 {
5041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5042         unsigned long high;
5043         int err;
5044
5045         buf = strstrip(buf);
5046         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5047         if (err)
5048                 return err;
5049
5050         memcg->high = high;
5051
5052         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5053         return nbytes;
5054 }
5055
5056 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5057 {
5058         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5059         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5060
5061         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5062                 seq_puts(m, "max\n");
5063         else
5064                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5065
5066         return 0;
5067 }
5068
5069 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5070                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5071 {
5072         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5073         unsigned long max;
5074         int err;
5075
5076         buf = strstrip(buf);
5077         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5078         if (err)
5079                 return err;
5080
5081         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5082         if (err)
5083                 return err;
5084
5085         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5086         return nbytes;
5087 }
5088
5089 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5090 {
5091         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5092
5093         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5094         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5095         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5096         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5097
5098         return 0;
5099 }
5100
5101 static struct cftype memory_files[] = {
5102         {
5103                 .name = "current",
5104                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5105                 .read_u64 = memory_current_read,
5106         },
5107         {
5108                 .name = "low",
5109                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5110                 .seq_show = memory_low_show,
5111                 .write = memory_low_write,
5112         },
5113         {
5114                 .name = "high",
5115                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5116                 .seq_show = memory_high_show,
5117                 .write = memory_high_write,
5118         },
5119         {
5120                 .name = "max",
5121                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5122                 .seq_show = memory_max_show,
5123                 .write = memory_max_write,
5124         },
5125         {
5126                 .name = "events",
5127                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5128                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5129                 .seq_show = memory_events_show,
5130         },
5131         { }     /* terminate */
5132 };
5133
5134 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5135         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5136         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5137         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5138         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5139         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5140         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5141         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5142         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5143         .attach = mem_cgroup_move_task,
5144         .bind = mem_cgroup_bind,
5145         .dfl_cftypes = memory_files,
5146         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5147         .early_init = 0,
5148 };
5149
5150 /**
5151  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5152  * @root: the highest ancestor to consider
5153  * @memcg: the memory cgroup to check
5154  *
5155  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5156  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5157  */
5158 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5159 {
5160         if (mem_cgroup_disabled())
5161                 return false;
5162
5163         /*
5164          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5165          * it's never low when looked at directly, and it is not
5166          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5167          */
5168
5169         if (memcg == root_mem_cgroup)
5170                 return false;
5171
5172         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5173                 return false;
5174
5175         while (memcg != root) {
5176                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5177
5178                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5179                         break;
5180
5181                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5182                         return false;
5183         }
5184         return true;
5185 }
5186
5187 /**
5188  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5189  * @page: page to charge
5190  * @mm: mm context of the victim
5191  * @gfp_mask: reclaim mode
5192  * @memcgp: charged memcg return
5193  *
5194  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5195  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5196  *
5197  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5198  * Otherwise, an error code is returned.
5199  *
5200  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5201  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5202  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5203  */
5204 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5205                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5206                           bool compound)
5207 {
5208         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5209         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5210         int ret = 0;
5211
5212         if (mem_cgroup_disabled())
5213                 goto out;
5214
5215         if (PageSwapCache(page)) {
5216                 /*
5217                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5218                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5219                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5220                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5221                  * in turn serializes uncharging.
5222                  */
5223                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5224                 if (page->mem_cgroup)
5225                         goto out;
5226
5227                 if (do_memsw_account()) {
5228                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5229                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5230
5231                         rcu_read_lock();
5232                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5233                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5234                                 memcg = NULL;
5235                         rcu_read_unlock();
5236                 }
5237         }
5238
5239         if (!memcg)
5240                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5241
5242         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5243
5244         css_put(&memcg->css);
5245 out:
5246         *memcgp = memcg;
5247         return ret;
5248 }
5249
5250 /**
5251  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5252  * @page: page to charge
5253  * @memcg: memcg to charge the page to
5254  * @lrucare: page might be on LRU already
5255  *
5256  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5257  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5258  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5259  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5260  *
5261  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5262  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5263  *
5264  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5265  */
5266 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5267                               bool lrucare, bool compound)
5268 {
5269         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5270
5271         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5272         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5273
5274         if (mem_cgroup_disabled())
5275                 return;
5276         /*
5277          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5278          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5279          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5280          */
5281         if (!memcg)
5282                 return;
5283
5284         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5285
5286         local_irq_disable();
5287         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5288         memcg_check_events(memcg, page);
5289         local_irq_enable();
5290
5291         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5292                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5293                 /*
5294                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5295                  * let's not wait for it.  The page already received a
5296                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5297                  */
5298                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5299         }
5300 }
5301
5302 /**
5303  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5304  * @page: page to charge
5305  * @memcg: memcg to charge the page to
5306  *
5307  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5308  */
5309 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5310                 bool compound)
5311 {
5312         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5313
5314         if (mem_cgroup_disabled())
5315                 return;
5316         /*
5317          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5318          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5319          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5320          */
5321         if (!memcg)
5322                 return;
5323
5324         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5325 }
5326
5327 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5328                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5329                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5330 {
5331         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5332         unsigned long flags;
5333
5334         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5335                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5336                 if (do_memsw_account())
5337                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5338                 memcg_oom_recover(memcg);
5339         }
5340
5341         local_irq_save(flags);
5342         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5343         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5344         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5345         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5346         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5347         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5348         local_irq_restore(flags);
5349
5350         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5351                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5352 }
5353
5354 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5355 {
5356         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5357         unsigned long nr_anon = 0;
5358         unsigned long nr_file = 0;
5359         unsigned long nr_huge = 0;
5360         unsigned long pgpgout = 0;
5361         struct list_head *next;
5362         struct page *page;
5363
5364         next = page_list->next;
5365         do {
5366                 unsigned int nr_pages = 1;
5367
5368                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5369                 next = page->lru.next;
5370
5371                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5372                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5373
5374                 if (!page->mem_cgroup)
5375                         continue;
5376
5377                 /*
5378                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5379                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5380                  * exclusive access to the page.
5381                  */
5382
5383                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5384                         if (memcg) {
5385                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5386                                                nr_huge, page);
5387                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5388                         }
5389                         memcg = page->mem_cgroup;
5390                 }
5391
5392                 if (PageTransHuge(page)) {
5393                         nr_pages <<= compound_order(page);
5394                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5395                         nr_huge += nr_pages;
5396                 }
5397
5398                 if (PageAnon(page))
5399                         nr_anon += nr_pages;
5400                 else
5401                         nr_file += nr_pages;
5402
5403                 page->mem_cgroup = NULL;
5404
5405                 pgpgout++;
5406         } while (next != page_list);
5407
5408         if (memcg)
5409                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5410                                nr_huge, page);
5411 }
5412
5413 /**
5414  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5415  * @page: page to uncharge
5416  *
5417  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5418  * mem_cgroup_commit_charge().
5419  */
5420 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5421 {
5422         if (mem_cgroup_disabled())
5423                 return;
5424
5425         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5426         if (!page->mem_cgroup)
5427                 return;
5428
5429         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5430         uncharge_list(&page->lru);
5431 }
5432
5433 /**
5434  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5435  * @page_list: list of pages to uncharge
5436  *
5437  * Uncharge a list of pages previously charged with
5438  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5439  */
5440 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5441 {
5442         if (mem_cgroup_disabled())
5443                 return;
5444
5445         if (!list_empty(page_list))
5446                 uncharge_list(page_list);
5447 }
5448
5449 /**
5450  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5451  * @oldpage: currently charged page
5452  * @newpage: page to transfer the charge to
5453  *
5454  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5455  *
5456  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5457  * Either or both pages might be on the LRU already.
5458  */
5459 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5460 {
5461         struct mem_cgroup *memcg;
5462         int isolated;
5463
5464         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5465         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5466         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5467         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5468                        newpage);
5469
5470         if (mem_cgroup_disabled())
5471                 return;
5472
5473         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5474         if (newpage->mem_cgroup)
5475                 return;
5476
5477         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5478         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5479         if (!memcg)
5480                 return;
5481
5482         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5483         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5484         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5485
5486         commit_charge(newpage, memcg, true);
5487 }
5488
5489 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5490 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5491
5492 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
5493 {
5494         struct mem_cgroup *memcg;
5495
5496         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
5497          * filled. It won't however, necessarily happen from
5498          * process context. So the test for root memcg given
5499          * the current task's memcg won't help us in this case.
5500          *
5501          * Respecting the original socket's memcg is a better
5502          * decision in this case.
5503          */
5504         if (sk->sk_memcg) {
5505                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5506                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5507                 return;
5508         }
5509
5510         rcu_read_lock();
5511         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5512         if (memcg == root_mem_cgroup)
5513                 goto out;
5514         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5515                 goto out;
5516         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5517                 sk->sk_memcg = memcg;
5518 out:
5519         rcu_read_unlock();
5520 }
5521 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
5522
5523 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
5524 {
5525         WARN_ON(!sk->sk_memcg);
5526         css_put(&sk->sk_memcg->css);
5527 }
5528
5529 /**
5530  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5531  * @memcg: memcg to charge
5532  * @nr_pages: number of pages to charge
5533  *
5534  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5535  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5536  */
5537 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5538 {
5539         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5540
5541         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5542                 struct page_counter *fail;
5543
5544                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5545                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5546                         return true;
5547                 }
5548                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5549                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5550                 return false;
5551         }
5552
5553         /* Don't block in the packet receive path */
5554         if (in_softirq())
5555                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5556
5557         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5558                 return true;
5559
5560         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5561         return false;
5562 }
5563
5564 /**
5565  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5566  * @memcg - memcg to uncharge
5567  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5568  */
5569 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5570 {
5571         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5572                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5573                 return;
5574         }
5575
5576         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5577         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5578 }
5579
5580 static int __init cgroup_memory(char *s)
5581 {
5582         char *token;
5583
5584         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5585                 if (!*token)
5586                         continue;
5587                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5588                         cgroup_memory_nosocket = true;
5589                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5590                         cgroup_memory_nokmem = true;
5591         }
5592         return 0;
5593 }
5594 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5595
5596 /*
5597  * subsys_initcall() for memory controller.
5598  *
5599  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5600  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5601  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5602  * be initialized from here.
5603  */
5604 static int __init mem_cgroup_init(void)
5605 {
5606         int cpu, node;
5607
5608         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5609
5610         for_each_possible_cpu(cpu)
5611                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5612                           drain_local_stock);
5613
5614         for_each_node(node) {
5615                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5616                 int zone;
5617
5618                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5619                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5620
5621                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5622                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5623
5624                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5625                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5626                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5627                 }
5628                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5629         }
5630
5631         return 0;
5632 }
5633 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5634
5635 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5636 /**
5637  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5638  * @page: page whose memsw charge to transfer
5639  * @entry: swap entry to move the charge to
5640  *
5641  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5642  */
5643 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5644 {
5645         struct mem_cgroup *memcg;
5646         unsigned short oldid;
5647
5648         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5649         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5650
5651         if (!do_memsw_account())
5652                 return;
5653
5654         memcg = page->mem_cgroup;
5655
5656         /* Readahead page, never charged */
5657         if (!memcg)
5658                 return;
5659
5660         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5661         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5662         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5663
5664         page->mem_cgroup = NULL;
5665
5666         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5667                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5668
5669         /*
5670          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5671          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5672          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5673          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5674          */
5675         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5676         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5677         memcg_check_events(memcg, page);
5678 }
5679
5680 /**
5681  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5682  * @entry: swap entry to uncharge
5683  *
5684  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5685  */
5686 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5687 {
5688         struct mem_cgroup *memcg;
5689         unsigned short id;
5690
5691         if (!do_memsw_account())
5692                 return;
5693
5694         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5695         rcu_read_lock();
5696         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5697         if (memcg) {
5698                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5699                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5700                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5701                 css_put(&memcg->css);
5702         }
5703         rcu_read_unlock();
5704 }
5705
5706 /* for remember boot option*/
5707 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5708 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5709 #else
5710 static int really_do_swap_account __initdata;
5711 #endif
5712
5713 static int __init enable_swap_account(char *s)
5714 {
5715         if (!strcmp(s, "1"))
5716                 really_do_swap_account = 1;
5717         else if (!strcmp(s, "0"))
5718                 really_do_swap_account = 0;
5719         return 1;
5720 }
5721 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5722
5723 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5724         {
5725                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5726                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5727                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5728         },
5729         {
5730                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5731                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5732                 .write = mem_cgroup_reset,
5733                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5734         },
5735         {
5736                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5737                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5738                 .write = mem_cgroup_write,
5739                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5740         },
5741         {
5742                 .name = "memsw.failcnt",
5743                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5744                 .write = mem_cgroup_reset,
5745                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5746         },
5747         { },    /* terminate */
5748 };
5749
5750 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5751 {
5752         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5753                 do_swap_account = 1;
5754                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5755                                                   memsw_cgroup_files));
5756         }
5757         return 0;
5758 }
5759 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5760
5761 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */