mm: memcontrol: do not account memory+swap on unified hierarchy
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include <net/tcp_memcontrol.h>
70 #include "slab.h"
71
72 #include <asm/uaccess.h>
73
74 #include <trace/events/vmscan.h>
75
76 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
77 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
78
79 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80
81 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
97         "cache",
98         "rss",
99         "rss_huge",
100         "mapped_file",
101         "dirty",
102         "writeback",
103         "swap",
104 };
105
106 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
107         "pgpgin",
108         "pgpgout",
109         "pgfault",
110         "pgmajfault",
111 };
112
113 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
114         "inactive_anon",
115         "active_anon",
116         "inactive_file",
117         "active_file",
118         "unevictable",
119 };
120
121 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
122 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
123 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
124
125 /*
126  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
127  * their hierarchy representation
128  */
129
130 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
131         struct rb_root rb_root;
132         spinlock_t lock;
133 };
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_node {
136         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
137 };
138
139 struct mem_cgroup_tree {
140         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
141 };
142
143 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
144
145 /* for OOM */
146 struct mem_cgroup_eventfd_list {
147         struct list_head list;
148         struct eventfd_ctx *eventfd;
149 };
150
151 /*
152  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
153  */
154 struct mem_cgroup_event {
155         /*
156          * memcg which the event belongs to.
157          */
158         struct mem_cgroup *memcg;
159         /*
160          * eventfd to signal userspace about the event.
161          */
162         struct eventfd_ctx *eventfd;
163         /*
164          * Each of these stored in a list by the cgroup.
165          */
166         struct list_head list;
167         /*
168          * register_event() callback will be used to add new userspace
169          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
170          * on eventfd to send notification to userspace.
171          */
172         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
173                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
174         /*
175          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
176          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
177          * if you want provide notification functionality.
178          */
179         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
180                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
181         /*
182          * All fields below needed to unregister event when
183          * userspace closes eventfd.
184          */
185         poll_table pt;
186         wait_queue_head_t *wqh;
187         wait_queue_t wait;
188         struct work_struct remove;
189 };
190
191 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
192 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
193
194 /* Stuffs for move charges at task migration. */
195 /*
196  * Types of charges to be moved.
197  */
198 #define MOVE_ANON       0x1U
199 #define MOVE_FILE       0x2U
200 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
201
202 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
203 static struct move_charge_struct {
204         spinlock_t        lock; /* for from, to */
205         struct mem_cgroup *from;
206         struct mem_cgroup *to;
207         unsigned long flags;
208         unsigned long precharge;
209         unsigned long moved_charge;
210         unsigned long moved_swap;
211         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
212         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
213 } mc = {
214         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
215         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
216 };
217
218 /*
219  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
220  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
221  */
222 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
223 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
224
225 enum charge_type {
226         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
227         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
228         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
229         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
230         NR_CHARGE_TYPE,
231 };
232
233 /* for encoding cft->private value on file */
234 enum res_type {
235         _MEM,
236         _MEMSWAP,
237         _OOM_TYPE,
238         _KMEM,
239 };
240
241 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
242 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
243 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
244 /* Used for OOM nofiier */
245 #define OOM_CONTROL             (0)
246
247 /*
248  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
249  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
250  * appearing has to hold it as well.
251  */
252 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
253
254 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
255 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
256 {
257         if (!memcg)
258                 memcg = root_mem_cgroup;
259         return &memcg->vmpressure;
260 }
261
262 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
263 {
264         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
265 }
266
267 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
268 {
269         return (memcg == root_mem_cgroup);
270 }
271
272 /*
273  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
274  * an unsigned short.
275  */
276 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
277
278 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
279 {
280         return memcg->css.id;
281 }
282
283 /*
284  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
285  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
286  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
287  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
288  */
289 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
290 {
291         struct cgroup_subsys_state *css;
292
293         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
294         return mem_cgroup_from_css(css);
295 }
296
297 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
298 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
299
300 struct static_key memcg_sockets_enabled_key;
301 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
302
303 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
304 {
305         struct mem_cgroup *memcg;
306
307         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
308          * filled. It won't however, necessarily happen from
309          * process context. So the test for root memcg given
310          * the current task's memcg won't help us in this case.
311          *
312          * Respecting the original socket's memcg is a better
313          * decision in this case.
314          */
315         if (sk->sk_memcg) {
316                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
317                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
318                 return;
319         }
320
321         rcu_read_lock();
322         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
323         if (memcg != root_mem_cgroup &&
324             memcg->tcp_mem.active &&
325             css_tryget_online(&memcg->css))
326                 sk->sk_memcg = memcg;
327         rcu_read_unlock();
328 }
329 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
330
331 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
332 {
333         WARN_ON(!sk->sk_memcg);
334         css_put(&sk->sk_memcg->css);
335 }
336
337 /**
338  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
339  * @memcg: memcg to charge
340  * @nr_pages: number of pages to charge
341  *
342  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
343  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
344  */
345 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
346 {
347         struct page_counter *counter;
348
349         if (page_counter_try_charge(&memcg->tcp_mem.memory_allocated,
350                                     nr_pages, &counter)) {
351                 memcg->tcp_mem.memory_pressure = 0;
352                 return true;
353         }
354         page_counter_charge(&memcg->tcp_mem.memory_allocated, nr_pages);
355         memcg->tcp_mem.memory_pressure = 1;
356         return false;
357 }
358
359 /**
360  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
361  * @memcg - memcg to uncharge
362  * @nr_pages - number of pages to uncharge
363  */
364 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
365 {
366         page_counter_uncharge(&memcg->tcp_mem.memory_allocated, nr_pages);
367 }
368
369 #endif
370
371 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
372 /*
373  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
374  * The main reason for not using cgroup id for this:
375  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
376  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
377  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
378  *  200 entry array for that.
379  *
380  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
381  * will double each time we have to increase it.
382  */
383 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
384 int memcg_nr_cache_ids;
385
386 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
387 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
388
389 void memcg_get_cache_ids(void)
390 {
391         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
392 }
393
394 void memcg_put_cache_ids(void)
395 {
396         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
397 }
398
399 /*
400  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
401  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
402  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
403  * tunable, but that is strictly not necessary.
404  *
405  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
406  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
407  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
408  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
409  * increase ours as well if it increases.
410  */
411 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
412 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
413
414 /*
415  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
416  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
417  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
418  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
419  */
420 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
421 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
422
423 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
424
425 static struct mem_cgroup_per_zone *
426 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
427 {
428         int nid = zone_to_nid(zone);
429         int zid = zone_idx(zone);
430
431         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
432 }
433
434 /**
435  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
436  * @page: page of interest
437  *
438  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
439  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
440  * until it is released.
441  *
442  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
443  * is returned.
444  *
445  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
446  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
447  * association before @page is released even on the default hierarchy;
448  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
449  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
450  * actually true.
451  */
452 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
453 {
454         struct mem_cgroup *memcg;
455
456         rcu_read_lock();
457
458         memcg = page->mem_cgroup;
459
460         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
461                 memcg = root_mem_cgroup;
462
463         rcu_read_unlock();
464         return &memcg->css;
465 }
466
467 /**
468  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
469  * @page: the page
470  *
471  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
472  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
473  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
474  *
475  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
476  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
477  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
478  * do not care (such as procfs interfaces).
479  */
480 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
481 {
482         struct mem_cgroup *memcg;
483         unsigned long ino = 0;
484
485         rcu_read_lock();
486         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
487         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
488                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
489         if (memcg)
490                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
491         rcu_read_unlock();
492         return ino;
493 }
494
495 static struct mem_cgroup_per_zone *
496 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
497 {
498         int nid = page_to_nid(page);
499         int zid = page_zonenum(page);
500
501         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
502 }
503
504 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
505 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
506 {
507         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
508 }
509
510 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
511 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
512 {
513         int nid = page_to_nid(page);
514         int zid = page_zonenum(page);
515
516         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
517 }
518
519 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
520                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
521                                          unsigned long new_usage_in_excess)
522 {
523         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
524         struct rb_node *parent = NULL;
525         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
526
527         if (mz->on_tree)
528                 return;
529
530         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
531         if (!mz->usage_in_excess)
532                 return;
533         while (*p) {
534                 parent = *p;
535                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
536                                         tree_node);
537                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
538                         p = &(*p)->rb_left;
539                 /*
540                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
541                  * limit by the same amount
542                  */
543                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
544                         p = &(*p)->rb_right;
545         }
546         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
547         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
548         mz->on_tree = true;
549 }
550
551 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
552                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
553 {
554         if (!mz->on_tree)
555                 return;
556         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
557         mz->on_tree = false;
558 }
559
560 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
561                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
562 {
563         unsigned long flags;
564
565         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
566         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
567         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
568 }
569
570 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
571 {
572         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
573         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
574         unsigned long excess = 0;
575
576         if (nr_pages > soft_limit)
577                 excess = nr_pages - soft_limit;
578
579         return excess;
580 }
581
582 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
583 {
584         unsigned long excess;
585         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
586         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
587
588         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
589         /*
590          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
591          * because their event counter is not touched.
592          */
593         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
594                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
595                 excess = soft_limit_excess(memcg);
596                 /*
597                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
598                  * mem is over its softlimit.
599                  */
600                 if (excess || mz->on_tree) {
601                         unsigned long flags;
602
603                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
604                         /* if on-tree, remove it */
605                         if (mz->on_tree)
606                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
607                         /*
608                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
609                          * If excess is 0, no tree ops.
610                          */
611                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
612                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
613                 }
614         }
615 }
616
617 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
618 {
619         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
620         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
621         int nid, zid;
622
623         for_each_node(nid) {
624                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
625                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
626                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
627                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
628                 }
629         }
630 }
631
632 static struct mem_cgroup_per_zone *
633 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
634 {
635         struct rb_node *rightmost = NULL;
636         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
637
638 retry:
639         mz = NULL;
640         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
641         if (!rightmost)
642                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
643
644         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
645         /*
646          * Remove the node now but someone else can add it back,
647          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
648          * position in the tree.
649          */
650         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
651         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
652             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
653                 goto retry;
654 done:
655         return mz;
656 }
657
658 static struct mem_cgroup_per_zone *
659 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
660 {
661         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
662
663         spin_lock_irq(&mctz->lock);
664         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
665         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
666         return mz;
667 }
668
669 /*
670  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
671  *
672  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
673  *
674  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
675  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
676  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
677  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
678  *
679  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
680  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
681  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
682  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
683  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
684  *
685  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
686  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
687  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
688  * implemented.
689  */
690 static unsigned long
691 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
692 {
693         long val = 0;
694         int cpu;
695
696         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
697         for_each_possible_cpu(cpu)
698                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
699         /*
700          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
701          * transient negative values.
702          */
703         if (val < 0)
704                 val = 0;
705         return val;
706 }
707
708 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
709                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
710 {
711         unsigned long val = 0;
712         int cpu;
713
714         for_each_possible_cpu(cpu)
715                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
716         return val;
717 }
718
719 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
720                                          struct page *page,
721                                          int nr_pages)
722 {
723         /*
724          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
725          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
726          */
727         if (PageAnon(page))
728                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
729                                 nr_pages);
730         else
731                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
732                                 nr_pages);
733
734         if (PageTransHuge(page))
735                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
736                                 nr_pages);
737
738         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
739         if (nr_pages > 0)
740                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
741         else {
742                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
743                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
744         }
745
746         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
747 }
748
749 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
750                                                   int nid,
751                                                   unsigned int lru_mask)
752 {
753         unsigned long nr = 0;
754         int zid;
755
756         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
757
758         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
759                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
760                 enum lru_list lru;
761
762                 for_each_lru(lru) {
763                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
764                                 continue;
765                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
766                         nr += mz->lru_size[lru];
767                 }
768         }
769         return nr;
770 }
771
772 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
773                         unsigned int lru_mask)
774 {
775         unsigned long nr = 0;
776         int nid;
777
778         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
779                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
780         return nr;
781 }
782
783 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
784                                        enum mem_cgroup_events_target target)
785 {
786         unsigned long val, next;
787
788         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
789         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
790         /* from time_after() in jiffies.h */
791         if ((long)next - (long)val < 0) {
792                 switch (target) {
793                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
794                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
795                         break;
796                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
797                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
798                         break;
799                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
800                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
801                         break;
802                 default:
803                         break;
804                 }
805                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
806                 return true;
807         }
808         return false;
809 }
810
811 /*
812  * Check events in order.
813  *
814  */
815 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
816 {
817         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
818         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
819                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
820                 bool do_softlimit;
821                 bool do_numainfo __maybe_unused;
822
823                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
824                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
825 #if MAX_NUMNODES > 1
826                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
827                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
828 #endif
829                 mem_cgroup_threshold(memcg);
830                 if (unlikely(do_softlimit))
831                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
832 #if MAX_NUMNODES > 1
833                 if (unlikely(do_numainfo))
834                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
835 #endif
836         }
837 }
838
839 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
840 {
841         /*
842          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
843          * if it races with swapoff, page migration, etc.
844          * So this can be called with p == NULL.
845          */
846         if (unlikely(!p))
847                 return NULL;
848
849         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
850 }
851 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
852
853 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
854 {
855         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
856
857         rcu_read_lock();
858         do {
859                 /*
860                  * Page cache insertions can happen withou an
861                  * actual mm context, e.g. during disk probing
862                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
863                  */
864                 if (unlikely(!mm))
865                         memcg = root_mem_cgroup;
866                 else {
867                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
868                         if (unlikely(!memcg))
869                                 memcg = root_mem_cgroup;
870                 }
871         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
872         rcu_read_unlock();
873         return memcg;
874 }
875
876 /**
877  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
878  * @root: hierarchy root
879  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
880  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
881  *
882  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
883  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
884  *
885  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
886  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
887  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
888  *
889  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
890  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
891  * reclaimers operating on the same zone and priority.
892  */
893 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
894                                    struct mem_cgroup *prev,
895                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
896 {
897         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
898         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
899         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
900         struct mem_cgroup *pos = NULL;
901
902         if (mem_cgroup_disabled())
903                 return NULL;
904
905         if (!root)
906                 root = root_mem_cgroup;
907
908         if (prev && !reclaim)
909                 pos = prev;
910
911         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
912                 if (prev)
913                         goto out;
914                 return root;
915         }
916
917         rcu_read_lock();
918
919         if (reclaim) {
920                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
921
922                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
923                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
924
925                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
926                         goto out_unlock;
927
928                 while (1) {
929                         pos = READ_ONCE(iter->position);
930                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
931                                 break;
932                         /*
933                          * css reference reached zero, so iter->position will
934                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
935                          * rely on this happening soon, because ->css_released
936                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
937                          * might block it. So we clear iter->position right
938                          * away.
939                          */
940                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
941                 }
942         }
943
944         if (pos)
945                 css = &pos->css;
946
947         for (;;) {
948                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
949                 if (!css) {
950                         /*
951                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
952                          * new one might jump in right at the end of
953                          * the hierarchy - make sure they see at least
954                          * one group and restart from the beginning.
955                          */
956                         if (!prev)
957                                 continue;
958                         break;
959                 }
960
961                 /*
962                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
963                  * is provided by the caller, so we know it's alive
964                  * and kicking, and don't take an extra reference.
965                  */
966                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
967
968                 if (css == &root->css)
969                         break;
970
971                 if (css_tryget(css)) {
972                         /*
973                          * Make sure the memcg is initialized:
974                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
975                          * initialization against setting the flag.
976                          */
977                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
978                                 break;
979
980                         css_put(css);
981                 }
982
983                 memcg = NULL;
984         }
985
986         if (reclaim) {
987                 /*
988                  * The position could have already been updated by a competing
989                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
990                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
991                  */
992                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
993
994                 if (pos)
995                         css_put(&pos->css);
996
997                 if (!memcg)
998                         iter->generation++;
999                 else if (!prev)
1000                         reclaim->generation = iter->generation;
1001         }
1002
1003 out_unlock:
1004         rcu_read_unlock();
1005 out:
1006         if (prev && prev != root)
1007                 css_put(&prev->css);
1008
1009         return memcg;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1014  * @root: hierarchy root
1015  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1016  */
1017 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1018                            struct mem_cgroup *prev)
1019 {
1020         if (!root)
1021                 root = root_mem_cgroup;
1022         if (prev && prev != root)
1023                 css_put(&prev->css);
1024 }
1025
1026 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1027 {
1028         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1029         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1030         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1031         int nid, zid;
1032         int i;
1033
1034         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1035                 for_each_node(nid) {
1036                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1037                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1038                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1039                                         iter = &mz->iter[i];
1040                                         cmpxchg(&iter->position,
1041                                                 dead_memcg, NULL);
1042                                 }
1043                         }
1044                 }
1045         }
1046 }
1047
1048 /*
1049  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1050  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1051  * be used for reference counting.
1052  */
1053 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1054         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1055              iter != NULL;                              \
1056              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1057
1058 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1059         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1060              iter != NULL;                              \
1061              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1062
1063 /**
1064  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1065  * @zone: zone of the wanted lruvec
1066  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1067  *
1068  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1069  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1070  * is disabled.
1071  */
1072 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1073                                       struct mem_cgroup *memcg)
1074 {
1075         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1076         struct lruvec *lruvec;
1077
1078         if (mem_cgroup_disabled()) {
1079                 lruvec = &zone->lruvec;
1080                 goto out;
1081         }
1082
1083         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1084         lruvec = &mz->lruvec;
1085 out:
1086         /*
1087          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1088          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1089          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1090          */
1091         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1092                 lruvec->zone = zone;
1093         return lruvec;
1094 }
1095
1096 /**
1097  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1098  * @page: the page
1099  * @zone: zone of the page
1100  *
1101  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1102  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1103  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1104  */
1105 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1106 {
1107         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1108         struct mem_cgroup *memcg;
1109         struct lruvec *lruvec;
1110
1111         if (mem_cgroup_disabled()) {
1112                 lruvec = &zone->lruvec;
1113                 goto out;
1114         }
1115
1116         memcg = page->mem_cgroup;
1117         /*
1118          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1119          * possibly migrated - before they are charged.
1120          */
1121         if (!memcg)
1122                 memcg = root_mem_cgroup;
1123
1124         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1125         lruvec = &mz->lruvec;
1126 out:
1127         /*
1128          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1129          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1130          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1131          */
1132         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1133                 lruvec->zone = zone;
1134         return lruvec;
1135 }
1136
1137 /**
1138  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1139  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1140  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1141  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1142  *
1143  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1144  * lru list.
1145  */
1146 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1147                                 int nr_pages)
1148 {
1149         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1150         unsigned long *lru_size;
1151
1152         if (mem_cgroup_disabled())
1153                 return;
1154
1155         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1156         lru_size = mz->lru_size + lru;
1157         *lru_size += nr_pages;
1158         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1159 }
1160
1161 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1162 {
1163         struct mem_cgroup *task_memcg;
1164         struct task_struct *p;
1165         bool ret;
1166
1167         p = find_lock_task_mm(task);
1168         if (p) {
1169                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1170                 task_unlock(p);
1171         } else {
1172                 /*
1173                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1174                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1175                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1176                  */
1177                 rcu_read_lock();
1178                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1179                 css_get(&task_memcg->css);
1180                 rcu_read_unlock();
1181         }
1182         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1183         css_put(&task_memcg->css);
1184         return ret;
1185 }
1186
1187 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1188         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1189
1190 /**
1191  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1192  * @memcg: the memory cgroup
1193  *
1194  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1195  * pages.
1196  */
1197 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1198 {
1199         unsigned long margin = 0;
1200         unsigned long count;
1201         unsigned long limit;
1202
1203         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1204         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1205         if (count < limit)
1206                 margin = limit - count;
1207
1208         if (do_memsw_account()) {
1209                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1210                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1211                 if (count <= limit)
1212                         margin = min(margin, limit - count);
1213         }
1214
1215         return margin;
1216 }
1217
1218 /*
1219  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1220  *
1221  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1222  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1223  * caused by "move".
1224  */
1225 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1226 {
1227         struct mem_cgroup *from;
1228         struct mem_cgroup *to;
1229         bool ret = false;
1230         /*
1231          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1232          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1233          */
1234         spin_lock(&mc.lock);
1235         from = mc.from;
1236         to = mc.to;
1237         if (!from)
1238                 goto unlock;
1239
1240         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1241                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1242 unlock:
1243         spin_unlock(&mc.lock);
1244         return ret;
1245 }
1246
1247 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1248 {
1249         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1250                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1251                         DEFINE_WAIT(wait);
1252                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1253                         /* moving charge context might have finished. */
1254                         if (mc.moving_task)
1255                                 schedule();
1256                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1257                         return true;
1258                 }
1259         }
1260         return false;
1261 }
1262
1263 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1264 /**
1265  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1266  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1267  * @p: Task that is going to be killed
1268  *
1269  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1270  * enabled
1271  */
1272 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1273 {
1274         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1275         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1276         struct mem_cgroup *iter;
1277         unsigned int i;
1278
1279         mutex_lock(&oom_info_lock);
1280         rcu_read_lock();
1281
1282         if (p) {
1283                 pr_info("Task in ");
1284                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1285                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1286         } else {
1287                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1288         }
1289
1290         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1291         pr_cont("\n");
1292
1293         rcu_read_unlock();
1294
1295         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1296                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1297                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1298         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1299                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1300                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1301         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1302                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1303                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1304
1305         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1306                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1307                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1308                 pr_cont(":");
1309
1310                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1311                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
1312                                 continue;
1313                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1314                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1315                 }
1316
1317                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1318                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1319                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1320
1321                 pr_cont("\n");
1322         }
1323         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1324 }
1325
1326 /*
1327  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1328  * 1(self count) if no children.
1329  */
1330 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         int num = 0;
1333         struct mem_cgroup *iter;
1334
1335         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1336                 num++;
1337         return num;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1342  */
1343 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1344 {
1345         unsigned long limit;
1346
1347         limit = memcg->memory.limit;
1348         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1349                 unsigned long memsw_limit;
1350
1351                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1352                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1353         }
1354         return limit;
1355 }
1356
1357 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1358                                      int order)
1359 {
1360         struct oom_control oc = {
1361                 .zonelist = NULL,
1362                 .nodemask = NULL,
1363                 .gfp_mask = gfp_mask,
1364                 .order = order,
1365         };
1366         struct mem_cgroup *iter;
1367         unsigned long chosen_points = 0;
1368         unsigned long totalpages;
1369         unsigned int points = 0;
1370         struct task_struct *chosen = NULL;
1371
1372         mutex_lock(&oom_lock);
1373
1374         /*
1375          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1376          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1377          * quickly exit and free its memory.
1378          */
1379         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1380                 mark_oom_victim(current);
1381                 goto unlock;
1382         }
1383
1384         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1385         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1386         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1387                 struct css_task_iter it;
1388                 struct task_struct *task;
1389
1390                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1391                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1392                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1393                         case OOM_SCAN_SELECT:
1394                                 if (chosen)
1395                                         put_task_struct(chosen);
1396                                 chosen = task;
1397                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1398                                 get_task_struct(chosen);
1399                                 /* fall through */
1400                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1401                                 continue;
1402                         case OOM_SCAN_ABORT:
1403                                 css_task_iter_end(&it);
1404                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1405                                 if (chosen)
1406                                         put_task_struct(chosen);
1407                                 goto unlock;
1408                         case OOM_SCAN_OK:
1409                                 break;
1410                         };
1411                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1412                         if (!points || points < chosen_points)
1413                                 continue;
1414                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1415                         if (points == chosen_points &&
1416                             thread_group_leader(chosen))
1417                                 continue;
1418
1419                         if (chosen)
1420                                 put_task_struct(chosen);
1421                         chosen = task;
1422                         chosen_points = points;
1423                         get_task_struct(chosen);
1424                 }
1425                 css_task_iter_end(&it);
1426         }
1427
1428         if (chosen) {
1429                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1430                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1431                                  "Memory cgroup out of memory");
1432         }
1433 unlock:
1434         mutex_unlock(&oom_lock);
1435 }
1436
1437 #if MAX_NUMNODES > 1
1438
1439 /**
1440  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1441  * @memcg: the target memcg
1442  * @nid: the node ID to be checked.
1443  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1444  *
1445  * This function returns whether the specified memcg contains any
1446  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1447  * pages in the node.
1448  */
1449 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1450                 int nid, bool noswap)
1451 {
1452         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1453                 return true;
1454         if (noswap || !total_swap_pages)
1455                 return false;
1456         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1457                 return true;
1458         return false;
1459
1460 }
1461
1462 /*
1463  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1464  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1465  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1466  *
1467  */
1468 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1469 {
1470         int nid;
1471         /*
1472          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1473          * pagein/pageout changes since the last update.
1474          */
1475         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1476                 return;
1477         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1478                 return;
1479
1480         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1481         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1482
1483         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1484
1485                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1486                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1487         }
1488
1489         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1490         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1495  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1496  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1497  *
1498  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1499  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1500  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1501  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1502  *
1503  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1504  */
1505 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1506 {
1507         int node;
1508
1509         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1510         node = memcg->last_scanned_node;
1511
1512         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1513         if (node == MAX_NUMNODES)
1514                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1515         /*
1516          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1517          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1518          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1519          * we use curret node.
1520          */
1521         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1522                 node = numa_node_id();
1523
1524         memcg->last_scanned_node = node;
1525         return node;
1526 }
1527 #else
1528 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1529 {
1530         return 0;
1531 }
1532 #endif
1533
1534 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1535                                    struct zone *zone,
1536                                    gfp_t gfp_mask,
1537                                    unsigned long *total_scanned)
1538 {
1539         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1540         int total = 0;
1541         int loop = 0;
1542         unsigned long excess;
1543         unsigned long nr_scanned;
1544         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1545                 .zone = zone,
1546                 .priority = 0,
1547         };
1548
1549         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1550
1551         while (1) {
1552                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1553                 if (!victim) {
1554                         loop++;
1555                         if (loop >= 2) {
1556                                 /*
1557                                  * If we have not been able to reclaim
1558                                  * anything, it might because there are
1559                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1560                                  */
1561                                 if (!total)
1562                                         break;
1563                                 /*
1564                                  * We want to do more targeted reclaim.
1565                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1566                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1567                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1568                                  */
1569                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1570                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1571                                         break;
1572                         }
1573                         continue;
1574                 }
1575                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1576                                                      zone, &nr_scanned);
1577                 *total_scanned += nr_scanned;
1578                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1579                         break;
1580         }
1581         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1582         return total;
1583 }
1584
1585 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1586 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1587         .name = "memcg_oom_lock",
1588 };
1589 #endif
1590
1591 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1592
1593 /*
1594  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1595  * If someone is running, return false.
1596  */
1597 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1598 {
1599         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1600
1601         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1602
1603         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1604                 if (iter->oom_lock) {
1605                         /*
1606                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1607                          * so we cannot give a lock.
1608                          */
1609                         failed = iter;
1610                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1611                         break;
1612                 } else
1613                         iter->oom_lock = true;
1614         }
1615
1616         if (failed) {
1617                 /*
1618                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1619                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1620                  */
1621                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1622                         if (iter == failed) {
1623                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1624                                 break;
1625                         }
1626                         iter->oom_lock = false;
1627                 }
1628         } else
1629                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1630
1631         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1632
1633         return !failed;
1634 }
1635
1636 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         struct mem_cgroup *iter;
1639
1640         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1641         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1642         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1643                 iter->oom_lock = false;
1644         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1645 }
1646
1647 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1648 {
1649         struct mem_cgroup *iter;
1650
1651         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1652         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1653                 iter->under_oom++;
1654         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1655 }
1656
1657 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1658 {
1659         struct mem_cgroup *iter;
1660
1661         /*
1662          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1663          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1664          */
1665         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1666         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1667                 if (iter->under_oom > 0)
1668                         iter->under_oom--;
1669         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1670 }
1671
1672 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1673
1674 struct oom_wait_info {
1675         struct mem_cgroup *memcg;
1676         wait_queue_t    wait;
1677 };
1678
1679 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1680         unsigned mode, int sync, void *arg)
1681 {
1682         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1683         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1684         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1685
1686         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1687         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1688
1689         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1690             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1691                 return 0;
1692         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1693 }
1694
1695 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1696 {
1697         /*
1698          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1699          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1700          * this function is called as a result of userland actions
1701          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1702          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1703          * triggering notification.
1704          */
1705         if (memcg && memcg->under_oom)
1706                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1707 }
1708
1709 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1710 {
1711         if (!current->memcg_may_oom)
1712                 return;
1713         /*
1714          * We are in the middle of the charge context here, so we
1715          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1716          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1717          *
1718          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1719          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1720          * invocation might not even be necessary.
1721          *
1722          * That's why we don't do anything here except remember the
1723          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1724          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1725          * and when we know whether the fault was overall successful.
1726          */
1727         css_get(&memcg->css);
1728         current->memcg_in_oom = memcg;
1729         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1730         current->memcg_oom_order = order;
1731 }
1732
1733 /**
1734  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1735  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1736  *
1737  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1738  * handler was enabled.
1739  *
1740  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1741  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1742  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1743  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1744  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1745  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1746  *
1747  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1748  * completed, %false otherwise.
1749  */
1750 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1751 {
1752         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1753         struct oom_wait_info owait;
1754         bool locked;
1755
1756         /* OOM is global, do not handle */
1757         if (!memcg)
1758                 return false;
1759
1760         if (!handle || oom_killer_disabled)
1761                 goto cleanup;
1762
1763         owait.memcg = memcg;
1764         owait.wait.flags = 0;
1765         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1766         owait.wait.private = current;
1767         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1768
1769         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1770         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1771
1772         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1773
1774         if (locked)
1775                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1776
1777         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1778                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1779                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1780                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1781                                          current->memcg_oom_order);
1782         } else {
1783                 schedule();
1784                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1785                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1786         }
1787
1788         if (locked) {
1789                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1790                 /*
1791                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1792                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1793                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1794                  */
1795                 memcg_oom_recover(memcg);
1796         }
1797 cleanup:
1798         current->memcg_in_oom = NULL;
1799         css_put(&memcg->css);
1800         return true;
1801 }
1802
1803 /**
1804  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1805  * @page: page that is going to change accounted state
1806  *
1807  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1808  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1809  * being moved to another memcg:
1810  *
1811  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1812  *   if (TestClearPageState(page))
1813  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1814  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1815  */
1816 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1817 {
1818         struct mem_cgroup *memcg;
1819         unsigned long flags;
1820
1821         /*
1822          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1823          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1824          * because page moving starts with an RCU grace period.
1825          *
1826          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1827          * the page state that is going to change is the only thing
1828          * preventing the page from being uncharged.
1829          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1830          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1831          * account transaction might be complete.
1832          */
1833         rcu_read_lock();
1834
1835         if (mem_cgroup_disabled())
1836                 return NULL;
1837 again:
1838         memcg = page->mem_cgroup;
1839         if (unlikely(!memcg))
1840                 return NULL;
1841
1842         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1843                 return memcg;
1844
1845         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1846         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1847                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1848                 goto again;
1849         }
1850
1851         /*
1852          * When charge migration first begins, we can have locked and
1853          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1854          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1855          */
1856         memcg->move_lock_task = current;
1857         memcg->move_lock_flags = flags;
1858
1859         return memcg;
1860 }
1861 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1862
1863 /**
1864  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1865  * @memcg: the memcg that was accounted against
1866  */
1867 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1868 {
1869         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1870                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1871
1872                 memcg->move_lock_task = NULL;
1873                 memcg->move_lock_flags = 0;
1874
1875                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1876         }
1877
1878         rcu_read_unlock();
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1881
1882 /*
1883  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1884  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1885  */
1886 #define CHARGE_BATCH    32U
1887 struct memcg_stock_pcp {
1888         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1889         unsigned int nr_pages;
1890         struct work_struct work;
1891         unsigned long flags;
1892 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1893 };
1894 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1895 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1896
1897 /**
1898  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1899  * @memcg: memcg to consume from.
1900  * @nr_pages: how many pages to charge.
1901  *
1902  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1903  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1904  * service an allocation will refill the stock.
1905  *
1906  * returns true if successful, false otherwise.
1907  */
1908 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1909 {
1910         struct memcg_stock_pcp *stock;
1911         bool ret = false;
1912
1913         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1914                 return ret;
1915
1916         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1917         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1918                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1919                 ret = true;
1920         }
1921         put_cpu_var(memcg_stock);
1922         return ret;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1927  */
1928 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1929 {
1930         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1931
1932         if (stock->nr_pages) {
1933                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1934                 if (do_memsw_account())
1935                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1936                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1937                 stock->nr_pages = 0;
1938         }
1939         stock->cached = NULL;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1944  * a thread which is pinned to local cpu.
1945  */
1946 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1947 {
1948         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1949         drain_stock(stock);
1950         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1951 }
1952
1953 /*
1954  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1955  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1956  */
1957 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1958 {
1959         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1960
1961         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1962                 drain_stock(stock);
1963                 stock->cached = memcg;
1964         }
1965         stock->nr_pages += nr_pages;
1966         put_cpu_var(memcg_stock);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1971  * of the hierarchy under it.
1972  */
1973 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1974 {
1975         int cpu, curcpu;
1976
1977         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1978         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1979                 return;
1980         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1981         get_online_cpus();
1982         curcpu = get_cpu();
1983         for_each_online_cpu(cpu) {
1984                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1985                 struct mem_cgroup *memcg;
1986
1987                 memcg = stock->cached;
1988                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1989                         continue;
1990                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1991                         continue;
1992                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1993                         if (cpu == curcpu)
1994                                 drain_local_stock(&stock->work);
1995                         else
1996                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1997                 }
1998         }
1999         put_cpu();
2000         put_online_cpus();
2001         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2002 }
2003
2004 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2005                                         unsigned long action,
2006                                         void *hcpu)
2007 {
2008         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2009         struct memcg_stock_pcp *stock;
2010
2011         if (action == CPU_ONLINE)
2012                 return NOTIFY_OK;
2013
2014         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2015                 return NOTIFY_OK;
2016
2017         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2018         drain_stock(stock);
2019         return NOTIFY_OK;
2020 }
2021
2022 /*
2023  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2024  * and reclaims memory over the high limit.
2025  */
2026 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2027 {
2028         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2029         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2030
2031         if (likely(!nr_pages))
2032                 return;
2033
2034         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2035
2036         do {
2037                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2038                         continue;
2039                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2040                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2041         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2042
2043         css_put(&memcg->css);
2044         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2045 }
2046
2047 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2048                       unsigned int nr_pages)
2049 {
2050         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2051         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2052         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2053         struct page_counter *counter;
2054         unsigned long nr_reclaimed;
2055         bool may_swap = true;
2056         bool drained = false;
2057
2058         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2059                 return 0;
2060 retry:
2061         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2062                 return 0;
2063
2064         if (!do_memsw_account() ||
2065             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2066                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2067                         goto done_restock;
2068                 if (do_memsw_account())
2069                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2070                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2071         } else {
2072                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2073                 may_swap = false;
2074         }
2075
2076         if (batch > nr_pages) {
2077                 batch = nr_pages;
2078                 goto retry;
2079         }
2080
2081         /*
2082          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2083          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2084          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2085          * free their memory.
2086          */
2087         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2088                      fatal_signal_pending(current) ||
2089                      current->flags & PF_EXITING))
2090                 goto force;
2091
2092         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2093                 goto nomem;
2094
2095         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2096                 goto nomem;
2097
2098         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2099
2100         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2101                                                     gfp_mask, may_swap);
2102
2103         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2104                 goto retry;
2105
2106         if (!drained) {
2107                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2108                 drained = true;
2109                 goto retry;
2110         }
2111
2112         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2113                 goto nomem;
2114         /*
2115          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2116          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2117          * before killing the task.
2118          *
2119          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2120          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2121          * to regular pages anyway in case of failure.
2122          */
2123         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2124                 goto retry;
2125         /*
2126          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2127          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2128          */
2129         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2130                 goto retry;
2131
2132         if (nr_retries--)
2133                 goto retry;
2134
2135         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2136                 goto force;
2137
2138         if (fatal_signal_pending(current))
2139                 goto force;
2140
2141         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2142
2143         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2144                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2145 nomem:
2146         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2147                 return -ENOMEM;
2148 force:
2149         /*
2150          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2151          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2152          * temporarily by force charging it.
2153          */
2154         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2155         if (do_memsw_account())
2156                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2157         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2158
2159         return 0;
2160
2161 done_restock:
2162         css_get_many(&memcg->css, batch);
2163         if (batch > nr_pages)
2164                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2165
2166         /*
2167          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2168          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2169          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2170          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2171          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2172          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2173          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2174          */
2175         do {
2176                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2177                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2178                         set_notify_resume(current);
2179                         break;
2180                 }
2181         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2182
2183         return 0;
2184 }
2185
2186 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2187 {
2188         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2189                 return;
2190
2191         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2192         if (do_memsw_account())
2193                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2194
2195         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2196 }
2197
2198 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2199 {
2200         struct zone *zone = page_zone(page);
2201
2202         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2203         if (PageLRU(page)) {
2204                 struct lruvec *lruvec;
2205
2206                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2207                 ClearPageLRU(page);
2208                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2209                 *isolated = 1;
2210         } else
2211                 *isolated = 0;
2212 }
2213
2214 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2215 {
2216         struct zone *zone = page_zone(page);
2217
2218         if (isolated) {
2219                 struct lruvec *lruvec;
2220
2221                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2222                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2223                 SetPageLRU(page);
2224                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2225         }
2226         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2227 }
2228
2229 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2230                           bool lrucare)
2231 {
2232         int isolated;
2233
2234         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2235
2236         /*
2237          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2238          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2239          */
2240         if (lrucare)
2241                 lock_page_lru(page, &isolated);
2242
2243         /*
2244          * Nobody should be changing or seriously looking at
2245          * page->mem_cgroup at this point:
2246          *
2247          * - the page is uncharged
2248          *
2249          * - the page is off-LRU
2250          *
2251          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2252          *   a locked page table
2253          *
2254          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2255          *   have the page locked
2256          */
2257         page->mem_cgroup = memcg;
2258
2259         if (lrucare)
2260                 unlock_page_lru(page, isolated);
2261 }
2262
2263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2264 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2265 {
2266         int id, size;
2267         int err;
2268
2269         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2270                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2271         if (id < 0)
2272                 return id;
2273
2274         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2275                 return id;
2276
2277         /*
2278          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2279          * so we have to grow them.
2280          */
2281         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2282
2283         size = 2 * (id + 1);
2284         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2285                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2286         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2287                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2288
2289         err = memcg_update_all_caches(size);
2290         if (!err)
2291                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2292         if (!err)
2293                 memcg_nr_cache_ids = size;
2294
2295         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2296
2297         if (err) {
2298                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2299                 return err;
2300         }
2301         return id;
2302 }
2303
2304 static void memcg_free_cache_id(int id)
2305 {
2306         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2307 }
2308
2309 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2310         struct mem_cgroup *memcg;
2311         struct kmem_cache *cachep;
2312         struct work_struct work;
2313 };
2314
2315 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2316 {
2317         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2318                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2319         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2320         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2321
2322         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2323
2324         css_put(&memcg->css);
2325         kfree(cw);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2330  */
2331 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2332                                                struct kmem_cache *cachep)
2333 {
2334         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2335
2336         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2337         if (!cw)
2338                 return;
2339
2340         css_get(&memcg->css);
2341
2342         cw->memcg = memcg;
2343         cw->cachep = cachep;
2344         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2345
2346         schedule_work(&cw->work);
2347 }
2348
2349 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2350                                              struct kmem_cache *cachep)
2351 {
2352         /*
2353          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2354          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2355          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2356          *
2357          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2358          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2359          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2360          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2361          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2362          */
2363         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2364         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2365         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2366 }
2367
2368 /*
2369  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2370  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2371  *
2372  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2373  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2374  * in a workqueue.
2375  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2376  * the original cache.
2377  *
2378  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2379  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2380  */
2381 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2382 {
2383         struct mem_cgroup *memcg;
2384         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2385         int kmemcg_id;
2386
2387         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2388
2389         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2390                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2391
2392         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2393                 return cachep;
2394
2395         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2396                 return cachep;
2397
2398         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2399         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2400         if (kmemcg_id < 0)
2401                 goto out;
2402
2403         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2404         if (likely(memcg_cachep))
2405                 return memcg_cachep;
2406
2407         /*
2408          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2409          * context), we could be be predictable and return right away.
2410          * This would guarantee that the allocation being performed
2411          * already belongs in the new cache.
2412          *
2413          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2414          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2415          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2416          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2417          * defer everything.
2418          */
2419         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2420 out:
2421         css_put(&memcg->css);
2422         return cachep;
2423 }
2424
2425 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2426 {
2427         if (!is_root_cache(cachep))
2428                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2429 }
2430
2431 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2432                               struct mem_cgroup *memcg)
2433 {
2434         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2435         struct page_counter *counter;
2436         int ret;
2437
2438         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2439                 return 0;
2440
2441         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2442                 return -ENOMEM;
2443
2444         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2445         if (ret) {
2446                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2447                 return ret;
2448         }
2449
2450         page->mem_cgroup = memcg;
2451
2452         return 0;
2453 }
2454
2455 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2456 {
2457         struct mem_cgroup *memcg;
2458         int ret;
2459
2460         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2461         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2462         css_put(&memcg->css);
2463         return ret;
2464 }
2465
2466 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2467 {
2468         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2469         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2470
2471         if (!memcg)
2472                 return;
2473
2474         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2475
2476         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2477         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2478         if (do_memsw_account())
2479                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2480
2481         page->mem_cgroup = NULL;
2482         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2483 }
2484 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2485
2486 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2487
2488 /*
2489  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2490  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2491  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2492  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2493  */
2494 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2495 {
2496         int i;
2497
2498         if (mem_cgroup_disabled())
2499                 return;
2500
2501         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2502                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2503
2504         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2505                        HPAGE_PMD_NR);
2506 }
2507 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2508
2509 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2510 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2511                                          bool charge)
2512 {
2513         int val = (charge) ? 1 : -1;
2514         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2515 }
2516
2517 /**
2518  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2519  * @entry: swap entry to be moved
2520  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2521  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2522  *
2523  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2524  * as the mem_cgroup's id of @from.
2525  *
2526  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2527  *
2528  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2529  * both res and memsw, and called css_get().
2530  */
2531 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2532                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2533 {
2534         unsigned short old_id, new_id;
2535
2536         old_id = mem_cgroup_id(from);
2537         new_id = mem_cgroup_id(to);
2538
2539         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2540                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2541                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2542                 return 0;
2543         }
2544         return -EINVAL;
2545 }
2546 #else
2547 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2548                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2549 {
2550         return -EINVAL;
2551 }
2552 #endif
2553
2554 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2555
2556 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2557                                    unsigned long limit)
2558 {
2559         unsigned long curusage;
2560         unsigned long oldusage;
2561         bool enlarge = false;
2562         int retry_count;
2563         int ret;
2564
2565         /*
2566          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2567          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2568          * of # of children which we should visit in this loop.
2569          */
2570         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2571                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2572
2573         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2574
2575         do {
2576                 if (signal_pending(current)) {
2577                         ret = -EINTR;
2578                         break;
2579                 }
2580
2581                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2582                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2583                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2584                         ret = -EINVAL;
2585                         break;
2586                 }
2587                 if (limit > memcg->memory.limit)
2588                         enlarge = true;
2589                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2590                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2591
2592                 if (!ret)
2593                         break;
2594
2595                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2596
2597                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2598                 /* Usage is reduced ? */
2599                 if (curusage >= oldusage)
2600                         retry_count--;
2601                 else
2602                         oldusage = curusage;
2603         } while (retry_count);
2604
2605         if (!ret && enlarge)
2606                 memcg_oom_recover(memcg);
2607
2608         return ret;
2609 }
2610
2611 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2612                                          unsigned long limit)
2613 {
2614         unsigned long curusage;
2615         unsigned long oldusage;
2616         bool enlarge = false;
2617         int retry_count;
2618         int ret;
2619
2620         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2621         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2622                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2623
2624         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2625
2626         do {
2627                 if (signal_pending(current)) {
2628                         ret = -EINTR;
2629                         break;
2630                 }
2631
2632                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2633                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2634                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2635                         ret = -EINVAL;
2636                         break;
2637                 }
2638                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2639                         enlarge = true;
2640                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2641                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2642
2643                 if (!ret)
2644                         break;
2645
2646                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2647
2648                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2649                 /* Usage is reduced ? */
2650                 if (curusage >= oldusage)
2651                         retry_count--;
2652                 else
2653                         oldusage = curusage;
2654         } while (retry_count);
2655
2656         if (!ret && enlarge)
2657                 memcg_oom_recover(memcg);
2658
2659         return ret;
2660 }
2661
2662 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2663                                             gfp_t gfp_mask,
2664                                             unsigned long *total_scanned)
2665 {
2666         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2667         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2668         unsigned long reclaimed;
2669         int loop = 0;
2670         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2671         unsigned long excess;
2672         unsigned long nr_scanned;
2673
2674         if (order > 0)
2675                 return 0;
2676
2677         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2678         /*
2679          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2680          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2681          * pressure
2682          */
2683         do {
2684                 if (next_mz)
2685                         mz = next_mz;
2686                 else
2687                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2688                 if (!mz)
2689                         break;
2690
2691                 nr_scanned = 0;
2692                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2693                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2694                 nr_reclaimed += reclaimed;
2695                 *total_scanned += nr_scanned;
2696                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2697                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2698
2699                 /*
2700                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2701                  * it is time to move on to the next cgroup
2702                  */
2703                 next_mz = NULL;
2704                 if (!reclaimed)
2705                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2706
2707                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2708                 /*
2709                  * One school of thought says that we should not add
2710                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2711                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2712                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2713                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2714                  * term TODO.
2715                  */
2716                 /* If excess == 0, no tree ops */
2717                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2718                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2719                 css_put(&mz->memcg->css);
2720                 loop++;
2721                 /*
2722                  * Could not reclaim anything and there are no more
2723                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2724                  * reclaiming anything.
2725                  */
2726                 if (!nr_reclaimed &&
2727                         (next_mz == NULL ||
2728                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2729                         break;
2730         } while (!nr_reclaimed);
2731         if (next_mz)
2732                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2733         return nr_reclaimed;
2734 }
2735
2736 /*
2737  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2738  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2739  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2740  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2741  */
2742 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2743 {
2744         bool ret;
2745
2746         /*
2747          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2748          * it prevents a new child from being initialized based on this
2749          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2750          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2751          */
2752         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2753
2754         rcu_read_lock();
2755         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2756         rcu_read_unlock();
2757         return ret;
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2762  * the rest to the parent.
2763  *
2764  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2765  */
2766 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2767 {
2768         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2769
2770         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2771         lru_add_drain_all();
2772         /* try to free all pages in this cgroup */
2773         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2774                 int progress;
2775
2776                 if (signal_pending(current))
2777                         return -EINTR;
2778
2779                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2780                                                         GFP_KERNEL, true);
2781                 if (!progress) {
2782                         nr_retries--;
2783                         /* maybe some writeback is necessary */
2784                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2785                 }
2786
2787         }
2788
2789         return 0;
2790 }
2791
2792 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2793                                             char *buf, size_t nbytes,
2794                                             loff_t off)
2795 {
2796         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2797
2798         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2799                 return -EINVAL;
2800         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2801 }
2802
2803 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2804                                      struct cftype *cft)
2805 {
2806         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2807 }
2808
2809 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2810                                       struct cftype *cft, u64 val)
2811 {
2812         int retval = 0;
2813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2814         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2815
2816         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2817
2818         if (memcg->use_hierarchy == val)
2819                 goto out;
2820
2821         /*
2822          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2823          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2824          * occur, provided the current cgroup has no children.
2825          *
2826          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2827          * set if there are no children.
2828          */
2829         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2830                                 (val == 1 || val == 0)) {
2831                 if (!memcg_has_children(memcg))
2832                         memcg->use_hierarchy = val;
2833                 else
2834                         retval = -EBUSY;
2835         } else
2836                 retval = -EINVAL;
2837
2838 out:
2839         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2840
2841         return retval;
2842 }
2843
2844 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2845                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2846 {
2847         struct mem_cgroup *iter;
2848         unsigned long val = 0;
2849
2850         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2851                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2852
2853         return val;
2854 }
2855
2856 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2857 {
2858         unsigned long val;
2859
2860         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2861                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2862                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2863                 if (swap)
2864                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2865         } else {
2866                 if (!swap)
2867                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2868                 else
2869                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2870         }
2871         return val;
2872 }
2873
2874 enum {
2875         RES_USAGE,
2876         RES_LIMIT,
2877         RES_MAX_USAGE,
2878         RES_FAILCNT,
2879         RES_SOFT_LIMIT,
2880 };
2881
2882 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2883                                struct cftype *cft)
2884 {
2885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2886         struct page_counter *counter;
2887
2888         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2889         case _MEM:
2890                 counter = &memcg->memory;
2891                 break;
2892         case _MEMSWAP:
2893                 counter = &memcg->memsw;
2894                 break;
2895         case _KMEM:
2896                 counter = &memcg->kmem;
2897                 break;
2898         default:
2899                 BUG();
2900         }
2901
2902         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2903         case RES_USAGE:
2904                 if (counter == &memcg->memory)
2905                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2906                 if (counter == &memcg->memsw)
2907                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2908                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2909         case RES_LIMIT:
2910                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2911         case RES_MAX_USAGE:
2912                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2913         case RES_FAILCNT:
2914                 return counter->failcnt;
2915         case RES_SOFT_LIMIT:
2916                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2917         default:
2918                 BUG();
2919         }
2920 }
2921
2922 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2923 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2924                                unsigned long nr_pages)
2925 {
2926         int err = 0;
2927         int memcg_id;
2928
2929         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2930         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2931         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2932
2933         /*
2934          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2935          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2936          * already joined.
2937          *
2938          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2939          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2940          * place, which makes the value quite meaningless.
2941          *
2942          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2943          * of course permitted.
2944          */
2945         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2946         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2947             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2948                 err = -EBUSY;
2949         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2950         if (err)
2951                 goto out;
2952
2953         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2954         if (memcg_id < 0) {
2955                 err = memcg_id;
2956                 goto out;
2957         }
2958
2959         /*
2960          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2961          * activated yet, so this should succeed.
2962          */
2963         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2964         VM_BUG_ON(err);
2965
2966         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2967         /*
2968          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2969          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2970          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2971          * patched.
2972          */
2973         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2974         memcg->kmem_acct_activated = true;
2975         memcg->kmem_acct_active = true;
2976 out:
2977         return err;
2978 }
2979
2980 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2981                                    unsigned long limit)
2982 {
2983         int ret;
2984
2985         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2986         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2987                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2988         else
2989                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2990         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2991         return ret;
2992 }
2993
2994 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2995 {
2996         int ret = 0;
2997         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2998
2999         if (!parent)
3000                 return 0;
3001
3002         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3003         /*
3004          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3005          * after this point, because it has at least one child already.
3006          */
3007         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3008                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3009         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3010         return ret;
3011 }
3012 #else
3013 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3014                                    unsigned long limit)
3015 {
3016         return -EINVAL;
3017 }
3018 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3019
3020 /*
3021  * The user of this function is...
3022  * RES_LIMIT.
3023  */
3024 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3025                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3026 {
3027         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3028         unsigned long nr_pages;
3029         int ret;
3030
3031         buf = strstrip(buf);
3032         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3033         if (ret)
3034                 return ret;
3035
3036         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3037         case RES_LIMIT:
3038                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3039                         ret = -EINVAL;
3040                         break;
3041                 }
3042                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3043                 case _MEM:
3044                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3045                         break;
3046                 case _MEMSWAP:
3047                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3048                         break;
3049                 case _KMEM:
3050                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3051                         break;
3052                 }
3053                 break;
3054         case RES_SOFT_LIMIT:
3055                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3056                 ret = 0;
3057                 break;
3058         }
3059         return ret ?: nbytes;
3060 }
3061
3062 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3063                                 size_t nbytes, loff_t off)
3064 {
3065         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3066         struct page_counter *counter;
3067
3068         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3069         case _MEM:
3070                 counter = &memcg->memory;
3071                 break;
3072         case _MEMSWAP:
3073                 counter = &memcg->memsw;
3074                 break;
3075         case _KMEM:
3076                 counter = &memcg->kmem;
3077                 break;
3078         default:
3079                 BUG();
3080         }
3081
3082         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3083         case RES_MAX_USAGE:
3084                 page_counter_reset_watermark(counter);
3085                 break;
3086         case RES_FAILCNT:
3087                 counter->failcnt = 0;
3088                 break;
3089         default:
3090                 BUG();
3091         }
3092
3093         return nbytes;
3094 }
3095
3096 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3097                                         struct cftype *cft)
3098 {
3099         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3100 }
3101
3102 #ifdef CONFIG_MMU
3103 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3104                                         struct cftype *cft, u64 val)
3105 {
3106         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3107
3108         if (val & ~MOVE_MASK)
3109                 return -EINVAL;
3110
3111         /*
3112          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3113          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3114          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3115          * affect task migrations starting after the change.
3116          */
3117         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3118         return 0;
3119 }
3120 #else
3121 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3122                                         struct cftype *cft, u64 val)
3123 {
3124         return -ENOSYS;
3125 }
3126 #endif
3127
3128 #ifdef CONFIG_NUMA
3129 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3130 {
3131         struct numa_stat {
3132                 const char *name;
3133                 unsigned int lru_mask;
3134         };
3135
3136         static const struct numa_stat stats[] = {
3137                 { "total", LRU_ALL },
3138                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3139                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3140                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3141         };
3142         const struct numa_stat *stat;
3143         int nid;
3144         unsigned long nr;
3145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3146
3147         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3148                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3149                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3150                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3151                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3152                                                           stat->lru_mask);
3153                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3154                 }
3155                 seq_putc(m, '\n');
3156         }
3157
3158         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3159                 struct mem_cgroup *iter;
3160
3161                 nr = 0;
3162                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3163                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3164                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3165                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3166                         nr = 0;
3167                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3168                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3169                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3170                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3171                 }
3172                 seq_putc(m, '\n');
3173         }
3174
3175         return 0;
3176 }
3177 #endif /* CONFIG_NUMA */
3178
3179 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3180 {
3181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3182         unsigned long memory, memsw;
3183         struct mem_cgroup *mi;
3184         unsigned int i;
3185
3186         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3187                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3188         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3189                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3190         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3191
3192         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3193                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3194                         continue;
3195                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3196                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3197         }
3198
3199         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3200                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3201                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3202
3203         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3204                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3205                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3206
3207         /* Hierarchical information */
3208         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3209         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3210                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3211                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3212         }
3213         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3214                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3215         if (do_memsw_account())
3216                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3217                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3218
3219         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3220                 unsigned long long val = 0;
3221
3222                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3223                         continue;
3224                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3225                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3226                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3227         }
3228
3229         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3230                 unsigned long long val = 0;
3231
3232                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3233                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3234                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3235                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3236         }
3237
3238         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3239                 unsigned long long val = 0;
3240
3241                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3242                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3243                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3244         }
3245
3246 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3247         {
3248                 int nid, zid;
3249                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3250                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3251                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3252                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3253
3254                 for_each_online_node(nid)
3255                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3256                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3257                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3258
3259                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3260                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3261                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3262                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3263                         }
3264                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3265                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3266                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3267                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3268         }
3269 #endif
3270
3271         return 0;
3272 }
3273
3274 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3275                                       struct cftype *cft)
3276 {
3277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3278
3279         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3280 }
3281
3282 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3283                                        struct cftype *cft, u64 val)
3284 {
3285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3286
3287         if (val > 100)
3288                 return -EINVAL;
3289
3290         if (css->parent)
3291                 memcg->swappiness = val;
3292         else
3293                 vm_swappiness = val;
3294
3295         return 0;
3296 }
3297
3298 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3299 {
3300         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3301         unsigned long usage;
3302         int i;
3303
3304         rcu_read_lock();
3305         if (!swap)
3306                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3307         else
3308                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3309
3310         if (!t)
3311                 goto unlock;
3312
3313         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3314
3315         /*
3316          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3317          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3318          * call of __mem_cgroup_threshold().
3319          */
3320         i = t->current_threshold;
3321
3322         /*
3323          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3324          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3325          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3326          * only one element of the array here.
3327          */
3328         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3329                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3330
3331         /* i = current_threshold + 1 */
3332         i++;
3333
3334         /*
3335          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3336          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3337          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3338          * only one element of the array here.
3339          */
3340         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3341                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3342
3343         /* Update current_threshold */
3344         t->current_threshold = i - 1;
3345 unlock:
3346         rcu_read_unlock();
3347 }
3348
3349 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3350 {
3351         while (memcg) {
3352                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3353                 if (do_memsw_account())
3354                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3355
3356                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3357         }
3358 }
3359
3360 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3361 {
3362         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3363         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3364
3365         if (_a->threshold > _b->threshold)
3366                 return 1;
3367
3368         if (_a->threshold < _b->threshold)
3369                 return -1;
3370
3371         return 0;
3372 }
3373
3374 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3375 {
3376         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3377
3378         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3379
3380         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3381                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3382
3383         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3384         return 0;
3385 }
3386
3387 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3388 {
3389         struct mem_cgroup *iter;
3390
3391         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3392                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3393 }
3394
3395 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3396         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3397 {
3398         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3399         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3400         unsigned long threshold;
3401         unsigned long usage;
3402         int i, size, ret;
3403
3404         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3405         if (ret)
3406                 return ret;
3407
3408         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3409
3410         if (type == _MEM) {
3411                 thresholds = &memcg->thresholds;
3412                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3413         } else if (type == _MEMSWAP) {
3414                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3415                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3416         } else
3417                 BUG();
3418
3419         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3420         if (thresholds->primary)
3421                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3422
3423         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3424
3425         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3426         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3427                         GFP_KERNEL);
3428         if (!new) {
3429                 ret = -ENOMEM;
3430                 goto unlock;
3431         }
3432         new->size = size;
3433
3434         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3435         if (thresholds->primary) {
3436                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3437                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3438         }
3439
3440         /* Add new threshold */
3441         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3442         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3443
3444         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3445         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3446                         compare_thresholds, NULL);
3447
3448         /* Find current threshold */
3449         new->current_threshold = -1;
3450         for (i = 0; i < size; i++) {
3451                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3452                         /*
3453                          * new->current_threshold will not be used until
3454                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3455                          * it here.
3456                          */
3457                         ++new->current_threshold;
3458                 } else
3459                         break;
3460         }
3461
3462         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3463         kfree(thresholds->spare);
3464         thresholds->spare = thresholds->primary;
3465
3466         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3467
3468         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3469         synchronize_rcu();
3470
3471 unlock:
3472         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3473
3474         return ret;
3475 }
3476
3477 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3478         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3479 {
3480         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3481 }
3482
3483 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3484         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3485 {
3486         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3487 }
3488
3489 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3490         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3491 {
3492         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3493         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3494         unsigned long usage;
3495         int i, j, size;
3496
3497         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3498
3499         if (type == _MEM) {
3500                 thresholds = &memcg->thresholds;
3501                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3502         } else if (type == _MEMSWAP) {
3503                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3504                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3505         } else
3506                 BUG();
3507
3508         if (!thresholds->primary)
3509                 goto unlock;
3510
3511         /* Check if a threshold crossed before removing */
3512         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3513
3514         /* Calculate new number of threshold */
3515         size = 0;
3516         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3517                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3518                         size++;
3519         }
3520
3521         new = thresholds->spare;
3522
3523         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3524         if (!size) {
3525                 kfree(new);
3526                 new = NULL;
3527                 goto swap_buffers;
3528         }
3529
3530         new->size = size;
3531
3532         /* Copy thresholds and find current threshold */
3533         new->current_threshold = -1;
3534         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3535                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3536                         continue;
3537
3538                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3539                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3540                         /*
3541                          * new->current_threshold will not be used
3542                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3543                          * it here.
3544                          */
3545                         ++new->current_threshold;
3546                 }
3547                 j++;
3548         }
3549
3550 swap_buffers:
3551         /* Swap primary and spare array */
3552         thresholds->spare = thresholds->primary;
3553         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3554         if (!new) {
3555                 kfree(thresholds->spare);
3556                 thresholds->spare = NULL;
3557         }
3558
3559         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3560
3561         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3562         synchronize_rcu();
3563 unlock:
3564         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3565 }
3566
3567 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3568         struct eventfd_ctx *eventfd)
3569 {
3570         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3571 }
3572
3573 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3574         struct eventfd_ctx *eventfd)
3575 {
3576         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3577 }
3578
3579 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3580         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3581 {
3582         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3583
3584         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3585         if (!event)
3586                 return -ENOMEM;
3587
3588         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3589
3590         event->eventfd = eventfd;
3591         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3592
3593         /* already in OOM ? */
3594         if (memcg->under_oom)
3595                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3596         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3597
3598         return 0;
3599 }
3600
3601 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3602         struct eventfd_ctx *eventfd)
3603 {
3604         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3605
3606         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3607
3608         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3609                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3610                         list_del(&ev->list);
3611                         kfree(ev);
3612                 }
3613         }
3614
3615         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3616 }
3617
3618 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3619 {
3620         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3621
3622         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3623         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3624         return 0;
3625 }
3626
3627 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3628         struct cftype *cft, u64 val)
3629 {
3630         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3631
3632         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3633         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3634                 return -EINVAL;
3635
3636         memcg->oom_kill_disable = val;
3637         if (!val)
3638                 memcg_oom_recover(memcg);
3639
3640         return 0;
3641 }
3642
3643 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3644 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3645 {
3646         int ret;
3647
3648         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3649         if (ret)
3650                 return ret;
3651
3652         return tcp_init_cgroup(memcg, ss);
3653 }
3654
3655 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3656 {
3657         struct cgroup_subsys_state *css;
3658         struct mem_cgroup *parent, *child;
3659         int kmemcg_id;
3660
3661         if (!memcg->kmem_acct_active)
3662                 return;
3663
3664         /*
3665          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3666          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3667          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3668          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3669          */
3670         memcg->kmem_acct_active = false;
3671
3672         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3673
3674         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3675         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3676
3677         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3678         if (!parent)
3679                 parent = root_mem_cgroup;
3680
3681         /*
3682          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3683          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3684          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3685          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3686          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3687          * memcg_drain_all_list_lrus().
3688          */
3689         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3690                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3691                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3692                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3693                 if (!memcg->use_hierarchy)
3694                         break;
3695         }
3696         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3697
3698         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3699 }
3700
3701 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3702 {
3703         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3704                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3705                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3706                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3707         }
3708         tcp_destroy_cgroup(memcg);
3709 }
3710 #else
3711 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3712 {
3713         return 0;
3714 }
3715
3716 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3717 {
3718 }
3719
3720 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722 }
3723 #endif
3724
3725 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3726
3727 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3728 {
3729         return &memcg->cgwb_list;
3730 }
3731
3732 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3733 {
3734         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3735 }
3736
3737 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3738 {
3739         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3740 }
3741
3742 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3743 {
3744         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3745 }
3746
3747 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3748 {
3749         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3750
3751         if (!memcg->css.parent)
3752                 return NULL;
3753
3754         return &memcg->cgwb_domain;
3755 }
3756
3757 /**
3758  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3759  * @wb: bdi_writeback in question
3760  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3761  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3762  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3763  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3764  *
3765  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3766  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3767  * is a bit more involved.
3768  *
3769  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3770  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3771  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3772  * available memory in the system.  The caller should further cap
3773  * *@pheadroom accordingly.
3774  */
3775 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3776                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3777                          unsigned long *pwriteback)
3778 {
3779         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3780         struct mem_cgroup *parent;
3781
3782         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3783
3784         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3785         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3786         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3787                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3788         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3789
3790         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3791                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3792                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3793
3794                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3795                 memcg = parent;
3796         }
3797 }
3798
3799 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3800
3801 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3802 {
3803         return 0;
3804 }
3805
3806 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3807 {
3808 }
3809
3810 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3811 {
3812 }
3813
3814 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3815
3816 /*
3817  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3818  *
3819  * "cgroup.event_control" implementation.
3820  *
3821  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3822  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3823  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3824  *
3825  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3826  * possible.
3827  */
3828
3829 /*
3830  * Unregister event and free resources.
3831  *
3832  * Gets called from workqueue.
3833  */
3834 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3835 {
3836         struct mem_cgroup_event *event =
3837                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3838         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3839
3840         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3841
3842         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3843
3844         /* Notify userspace the event is going away. */
3845         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3846
3847         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3848         kfree(event);
3849         css_put(&memcg->css);
3850 }
3851
3852 /*
3853  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3854  *
3855  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3856  */
3857 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3858                             int sync, void *key)
3859 {
3860         struct mem_cgroup_event *event =
3861                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3862         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3863         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3864
3865         if (flags & POLLHUP) {
3866                 /*
3867                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3868                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3869                  * for us.
3870                  *
3871                  * We can't race against event freeing since the other
3872                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3873                  * which we hold.
3874                  */
3875                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3876                 if (!list_empty(&event->list)) {
3877                         list_del_init(&event->list);
3878                         /*
3879                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3880                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3881                          */
3882                         schedule_work(&event->remove);
3883                 }
3884                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3885         }
3886
3887         return 0;
3888 }
3889
3890 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3891                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3892 {
3893         struct mem_cgroup_event *event =
3894                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3895
3896         event->wqh = wqh;
3897         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3898 }
3899
3900 /*
3901  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3902  *
3903  * Parse input and register new cgroup event handler.
3904  *
3905  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3906  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3907  */
3908 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3909                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3910 {
3911         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3912         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3913         struct mem_cgroup_event *event;
3914         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3915         unsigned int efd, cfd;
3916         struct fd efile;
3917         struct fd cfile;
3918         const char *name;
3919         char *endp;
3920         int ret;
3921
3922         buf = strstrip(buf);
3923
3924         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3925         if (*endp != ' ')
3926                 return -EINVAL;
3927         buf = endp + 1;
3928
3929         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3930         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3931                 return -EINVAL;
3932         buf = endp + 1;
3933
3934         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3935         if (!event)
3936                 return -ENOMEM;
3937
3938         event->memcg = memcg;
3939         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3940         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3941         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3942         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3943
3944         efile = fdget(efd);
3945         if (!efile.file) {
3946                 ret = -EBADF;
3947                 goto out_kfree;
3948         }
3949
3950         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3951         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3952                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3953                 goto out_put_efile;
3954         }
3955
3956         cfile = fdget(cfd);
3957         if (!cfile.file) {
3958                 ret = -EBADF;
3959                 goto out_put_eventfd;
3960         }
3961
3962         /* the process need read permission on control file */
3963         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3964         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3965         if (ret < 0)
3966                 goto out_put_cfile;
3967
3968         /*
3969          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3970          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3971          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3972          * is for compatibility anyway.
3973          *
3974          * DO NOT ADD NEW FILES.
3975          */
3976         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3977
3978         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3979                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3980                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3981         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3982                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3983                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3984         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3985                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3986                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3987         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3988                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3989                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3990         } else {
3991                 ret = -EINVAL;
3992                 goto out_put_cfile;
3993         }
3994
3995         /*
3996          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3997          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3998          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3999          */
4000         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4001                                                &memory_cgrp_subsys);
4002         ret = -EINVAL;
4003         if (IS_ERR(cfile_css))
4004                 goto out_put_cfile;
4005         if (cfile_css != css) {
4006                 css_put(cfile_css);
4007                 goto out_put_cfile;
4008         }
4009
4010         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4011         if (ret)
4012                 goto out_put_css;
4013
4014         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4015
4016         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4017         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4018         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4019
4020         fdput(cfile);
4021         fdput(efile);
4022
4023         return nbytes;
4024
4025 out_put_css:
4026         css_put(css);
4027 out_put_cfile:
4028         fdput(cfile);
4029 out_put_eventfd:
4030         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4031 out_put_efile:
4032         fdput(efile);
4033 out_kfree:
4034         kfree(event);
4035
4036         return ret;
4037 }
4038
4039 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4040         {
4041                 .name = "usage_in_bytes",
4042                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4043                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4044         },
4045         {
4046                 .name = "max_usage_in_bytes",
4047                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4048                 .write = mem_cgroup_reset,
4049                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4050         },
4051         {
4052                 .name = "limit_in_bytes",
4053                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4054                 .write = mem_cgroup_write,
4055                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4056         },
4057         {
4058                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4060                 .write = mem_cgroup_write,
4061                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4062         },
4063         {
4064                 .name = "failcnt",
4065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4066                 .write = mem_cgroup_reset,
4067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4068         },
4069         {
4070                 .name = "stat",
4071                 .seq_show = memcg_stat_show,
4072         },
4073         {
4074                 .name = "force_empty",
4075                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4076         },
4077         {
4078                 .name = "use_hierarchy",
4079                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4080                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4081         },
4082         {
4083                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4084                 .write = memcg_write_event_control,
4085                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4086         },
4087         {
4088                 .name = "swappiness",
4089                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4090                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4091         },
4092         {
4093                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4094                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4095                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4096         },
4097         {
4098                 .name = "oom_control",
4099                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4100                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4101                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4102         },
4103         {
4104                 .name = "pressure_level",
4105         },
4106 #ifdef CONFIG_NUMA
4107         {
4108                 .name = "numa_stat",
4109                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4110         },
4111 #endif
4112 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4113         {
4114                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4115                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4116                 .write = mem_cgroup_write,
4117                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4118         },
4119         {
4120                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4121                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4122                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4123         },
4124         {
4125                 .name = "kmem.failcnt",
4126                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4127                 .write = mem_cgroup_reset,
4128                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4129         },
4130         {
4131                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4132                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4133                 .write = mem_cgroup_reset,
4134                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4135         },
4136 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4137         {
4138                 .name = "kmem.slabinfo",
4139                 .seq_start = slab_start,
4140                 .seq_next = slab_next,
4141                 .seq_stop = slab_stop,
4142                 .seq_show = memcg_slab_show,
4143         },
4144 #endif
4145 #endif
4146         { },    /* terminate */
4147 };
4148
4149 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4150 {
4151         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4152         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4153         int zone, tmp = node;
4154         /*
4155          * This routine is called against possible nodes.
4156          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4157          *
4158          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4159          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4160          *       function.
4161          */
4162         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4163                 tmp = -1;
4164         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4165         if (!pn)
4166                 return 1;
4167
4168         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4169                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4170                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4171                 mz->usage_in_excess = 0;
4172                 mz->on_tree = false;
4173                 mz->memcg = memcg;
4174         }
4175         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4176         return 0;
4177 }
4178
4179 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4180 {
4181         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4182 }
4183
4184 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4185 {
4186         struct mem_cgroup *memcg;
4187         size_t size;
4188
4189         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4190         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4191
4192         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4193         if (!memcg)
4194                 return NULL;
4195
4196         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4197         if (!memcg->stat)
4198                 goto out_free;
4199
4200         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4201                 goto out_free_stat;
4202
4203         return memcg;
4204
4205 out_free_stat:
4206         free_percpu(memcg->stat);
4207 out_free:
4208         kfree(memcg);
4209         return NULL;
4210 }
4211
4212 /*
4213  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4214  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4215  *
4216  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4217  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4218  * it goes down to 0.
4219  *
4220  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4221  */
4222
4223 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4224 {
4225         int node;
4226
4227         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4228
4229         for_each_node(node)
4230                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4231
4232         free_percpu(memcg->stat);
4233         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4234         kfree(memcg);
4235 }
4236
4237 /*
4238  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4239  */
4240 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4241 {
4242         if (!memcg->memory.parent)
4243                 return NULL;
4244         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4245 }
4246 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4247
4248 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4249 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4250 {
4251         struct mem_cgroup *memcg;
4252         long error = -ENOMEM;
4253         int node;
4254
4255         memcg = mem_cgroup_alloc();
4256         if (!memcg)
4257                 return ERR_PTR(error);
4258
4259         for_each_node(node)
4260                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4261                         goto free_out;
4262
4263         /* root ? */
4264         if (parent_css == NULL) {
4265                 root_mem_cgroup = memcg;
4266                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4267                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4268                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4269                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4270                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4271         }
4272
4273         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4274         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4275         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4276         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4277         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4278         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4279         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4280         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4281 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4282         memcg->kmemcg_id = -1;
4283 #endif
4284 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4285         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4286 #endif
4287         return &memcg->css;
4288
4289 free_out:
4290         __mem_cgroup_free(memcg);
4291         return ERR_PTR(error);
4292 }
4293
4294 static int
4295 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4296 {
4297         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4298         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4299         int ret;
4300
4301         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4302                 return -ENOSPC;
4303
4304         if (!parent)
4305                 return 0;
4306
4307         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4308
4309         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4310         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4311         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4312
4313         if (parent->use_hierarchy) {
4314                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4315                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4316                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4317                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4318                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4319
4320                 /*
4321                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4322                  * core guarantees its existence.
4323                  */
4324         } else {
4325                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4326                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4327                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4328                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4329                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4330                 /*
4331                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4332                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4333                  * unfortunate state in our controller.
4334                  */
4335                 if (parent != root_mem_cgroup)
4336                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4337         }
4338         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4339
4340         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4341         if (ret)
4342                 return ret;
4343
4344         /*
4345          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4346          * orders reading memcg->initialized against its callers
4347          * reading the memcg members.
4348          */
4349         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4350
4351         return 0;
4352 }
4353
4354 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4355 {
4356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4357         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4358
4359         /*
4360          * Unregister events and notify userspace.
4361          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4362          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4363          */
4364         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4365         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4366                 list_del_init(&event->list);
4367                 schedule_work(&event->remove);
4368         }
4369         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4370
4371         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4372
4373         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4374
4375         wb_memcg_offline(memcg);
4376 }
4377
4378 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4379 {
4380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4381
4382         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4383 }
4384
4385 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4386 {
4387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4388
4389         memcg_destroy_kmem(memcg);
4390         __mem_cgroup_free(memcg);
4391 }
4392
4393 /**
4394  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4395  * @css: the target css
4396  *
4397  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4398  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4399  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4400  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4401  * made visible again.
4402  *
4403  * The current implementation only resets the essential configurations.
4404  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4405  */
4406 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4407 {
4408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4409
4410         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4411         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4412         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4413         memcg->low = 0;
4414         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4415         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4416         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4417 }
4418
4419 #ifdef CONFIG_MMU
4420 /* Handlers for move charge at task migration. */
4421 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4422 {
4423         int ret;
4424
4425         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4426         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4427         if (!ret) {
4428                 mc.precharge += count;
4429                 return ret;
4430         }
4431
4432         /* Try charges one by one with reclaim */
4433         while (count--) {
4434                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4435                 if (ret)
4436                         return ret;
4437                 mc.precharge++;
4438                 cond_resched();
4439         }
4440         return 0;
4441 }
4442
4443 /**
4444  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4445  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4446  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4447  * @ptent: the pte to be checked
4448  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4449  *
4450  * Returns
4451  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4452  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4453  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4454  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4455  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4456  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4457  *     in target->ent.
4458  *
4459  * Called with pte lock held.
4460  */
4461 union mc_target {
4462         struct page     *page;
4463         swp_entry_t     ent;
4464 };
4465
4466 enum mc_target_type {
4467         MC_TARGET_NONE = 0,
4468         MC_TARGET_PAGE,
4469         MC_TARGET_SWAP,
4470 };
4471
4472 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4473                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4474 {
4475         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4476
4477         if (!page || !page_mapped(page))
4478                 return NULL;
4479         if (PageAnon(page)) {
4480                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4481                         return NULL;
4482         } else {
4483                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4484                         return NULL;
4485         }
4486         if (!get_page_unless_zero(page))
4487                 return NULL;
4488
4489         return page;
4490 }
4491
4492 #ifdef CONFIG_SWAP
4493 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4494                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4495 {
4496         struct page *page = NULL;
4497         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4498
4499         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4500                 return NULL;
4501         /*
4502          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4503          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4504          */
4505         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4506         if (do_memsw_account())
4507                 entry->val = ent.val;
4508
4509         return page;
4510 }
4511 #else
4512 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4513                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4514 {
4515         return NULL;
4516 }
4517 #endif
4518
4519 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4520                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4521 {
4522         struct page *page = NULL;
4523         struct address_space *mapping;
4524         pgoff_t pgoff;
4525
4526         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4527                 return NULL;
4528         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4529                 return NULL;
4530
4531         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4532         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4533
4534         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4535 #ifdef CONFIG_SWAP
4536         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4537         if (shmem_mapping(mapping)) {
4538                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4539                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4540                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4541                         if (do_memsw_account())
4542                                 *entry = swp;
4543                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4544                 }
4545         } else
4546                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4547 #else
4548         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4549 #endif
4550         return page;
4551 }
4552
4553 /**
4554  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4555  * @page: the page
4556  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4557  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4558  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4559  *
4560  * The caller must confirm following.
4561  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4562  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4563  *
4564  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4565  * from old cgroup.
4566  */
4567 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4568                                    unsigned int nr_pages,
4569                                    struct mem_cgroup *from,
4570                                    struct mem_cgroup *to)
4571 {
4572         unsigned long flags;
4573         int ret;
4574         bool anon;
4575
4576         VM_BUG_ON(from == to);
4577         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4578         /*
4579          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4580          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4581          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4582          * hold it.
4583          */
4584         ret = -EBUSY;
4585         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4586                 goto out;
4587
4588         /*
4589          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4590          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4591          */
4592         if (!trylock_page(page))
4593                 goto out;
4594
4595         ret = -EINVAL;
4596         if (page->mem_cgroup != from)
4597                 goto out_unlock;
4598
4599         anon = PageAnon(page);
4600
4601         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4602
4603         if (!anon && page_mapped(page)) {
4604                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4605                                nr_pages);
4606                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4607                                nr_pages);
4608         }
4609
4610         /*
4611          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4612          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4613          * So mapping should be stable for dirty pages.
4614          */
4615         if (!anon && PageDirty(page)) {
4616                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4617
4618                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4619                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4620                                        nr_pages);
4621                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4622                                        nr_pages);
4623                 }
4624         }
4625
4626         if (PageWriteback(page)) {
4627                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4628                                nr_pages);
4629                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4630                                nr_pages);
4631         }
4632
4633         /*
4634          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4635          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4636          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4637          */
4638
4639         /* caller should have done css_get */
4640         page->mem_cgroup = to;
4641         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4642
4643         ret = 0;
4644
4645         local_irq_disable();
4646         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4647         memcg_check_events(to, page);
4648         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4649         memcg_check_events(from, page);
4650         local_irq_enable();
4651 out_unlock:
4652         unlock_page(page);
4653 out:
4654         return ret;
4655 }
4656
4657 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4658                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4659 {
4660         struct page *page = NULL;
4661         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4662         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4663
4664         if (pte_present(ptent))
4665                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4666         else if (is_swap_pte(ptent))
4667                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4668         else if (pte_none(ptent))
4669                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4670
4671         if (!page && !ent.val)
4672                 return ret;
4673         if (page) {
4674                 /*
4675                  * Do only loose check w/o serialization.
4676                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4677                  * not under LRU exclusion.
4678                  */
4679                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4680                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4681                         if (target)
4682                                 target->page = page;
4683                 }
4684                 if (!ret || !target)
4685                         put_page(page);
4686         }
4687         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4688         if (ent.val && !ret &&
4689             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4690                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4691                 if (target)
4692                         target->ent = ent;
4693         }
4694         return ret;
4695 }
4696
4697 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4698 /*
4699  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4700  * support them for now.
4701  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4702  */
4703 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4704                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4705 {
4706         struct page *page = NULL;
4707         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4708
4709         page = pmd_page(pmd);
4710         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4711         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4712                 return ret;
4713         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4714                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4715                 if (target) {
4716                         get_page(page);
4717                         target->page = page;
4718                 }
4719         }
4720         return ret;
4721 }
4722 #else
4723 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4724                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4725 {
4726         return MC_TARGET_NONE;
4727 }
4728 #endif
4729
4730 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4731                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4732                                         struct mm_walk *walk)
4733 {
4734         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4735         pte_t *pte;
4736         spinlock_t *ptl;
4737
4738         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4739                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4740                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4741                 spin_unlock(ptl);
4742                 return 0;
4743         }
4744
4745         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4746                 return 0;
4747         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4748         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4749                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4750                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4751         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4752         cond_resched();
4753
4754         return 0;
4755 }
4756
4757 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4758 {
4759         unsigned long precharge;
4760
4761         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4762                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4763                 .mm = mm,
4764         };
4765         down_read(&mm->mmap_sem);
4766         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4767         up_read(&mm->mmap_sem);
4768
4769         precharge = mc.precharge;
4770         mc.precharge = 0;
4771
4772         return precharge;
4773 }
4774
4775 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4776 {
4777         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4778
4779         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4780         mc.moving_task = current;
4781         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4782 }
4783
4784 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4785 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4786 {
4787         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4788         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4789
4790         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4791         if (mc.precharge) {
4792                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4793                 mc.precharge = 0;
4794         }
4795         /*
4796          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4797          * we must uncharge here.
4798          */
4799         if (mc.moved_charge) {
4800                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4801                 mc.moved_charge = 0;
4802         }
4803         /* we must fixup refcnts and charges */
4804         if (mc.moved_swap) {
4805                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4806                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4807                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4808
4809                 /*
4810                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4811                  * should uncharge to->memory.
4812                  */
4813                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4814                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4815
4816                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4817
4818                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4819                 mc.moved_swap = 0;
4820         }
4821         memcg_oom_recover(from);
4822         memcg_oom_recover(to);
4823         wake_up_all(&mc.waitq);
4824 }
4825
4826 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4827 {
4828         /*
4829          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4830          * task migration.
4831          */
4832         mc.moving_task = NULL;
4833         __mem_cgroup_clear_mc();
4834         spin_lock(&mc.lock);
4835         mc.from = NULL;
4836         mc.to = NULL;
4837         spin_unlock(&mc.lock);
4838 }
4839
4840 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4841 {
4842         struct cgroup_subsys_state *css;
4843         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4844         struct mem_cgroup *from;
4845         struct task_struct *leader, *p;
4846         struct mm_struct *mm;
4847         unsigned long move_flags;
4848         int ret = 0;
4849
4850         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4851         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4852                 return 0;
4853
4854         /*
4855          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4856          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4857          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4858          * multiple.
4859          */
4860         p = NULL;
4861         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4862                 WARN_ON_ONCE(p);
4863                 p = leader;
4864                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4865         }
4866         if (!p)
4867                 return 0;
4868
4869         /*
4870          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4871          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4872          * So we need to save it, and keep it going.
4873          */
4874         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4875         if (!move_flags)
4876                 return 0;
4877
4878         from = mem_cgroup_from_task(p);
4879
4880         VM_BUG_ON(from == memcg);
4881
4882         mm = get_task_mm(p);
4883         if (!mm)
4884                 return 0;
4885         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4886         if (mm->owner == p) {
4887                 VM_BUG_ON(mc.from);
4888                 VM_BUG_ON(mc.to);
4889                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4890                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4891                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4892
4893                 spin_lock(&mc.lock);
4894                 mc.from = from;
4895                 mc.to = memcg;
4896                 mc.flags = move_flags;
4897                 spin_unlock(&mc.lock);
4898                 /* We set mc.moving_task later */
4899
4900                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4901                 if (ret)
4902                         mem_cgroup_clear_mc();
4903         }
4904         mmput(mm);
4905         return ret;
4906 }
4907
4908 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4909 {
4910         if (mc.to)
4911                 mem_cgroup_clear_mc();
4912 }
4913
4914 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4915                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4916                                 struct mm_walk *walk)
4917 {
4918         int ret = 0;
4919         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4920         pte_t *pte;
4921         spinlock_t *ptl;
4922         enum mc_target_type target_type;
4923         union mc_target target;
4924         struct page *page;
4925
4926         /*
4927          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4928          * happens because:
4929          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4930          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4931          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4932          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4933          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4934          *    part of thp split is not executed yet.
4935          */
4936         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4937                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4938                         spin_unlock(ptl);
4939                         return 0;
4940                 }
4941                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4942                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4943                         page = target.page;
4944                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4945                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4946                                                              mc.from, mc.to)) {
4947                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4948                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4949                                 }
4950                                 putback_lru_page(page);
4951                         }
4952                         put_page(page);
4953                 }
4954                 spin_unlock(ptl);
4955                 return 0;
4956         }
4957
4958         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4959                 return 0;
4960 retry:
4961         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4962         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4963                 pte_t ptent = *(pte++);
4964                 swp_entry_t ent;
4965
4966                 if (!mc.precharge)
4967                         break;
4968
4969                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4970                 case MC_TARGET_PAGE:
4971                         page = target.page;
4972                         if (isolate_lru_page(page))
4973                                 goto put;
4974                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4975                                 mc.precharge--;
4976                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4977                                 mc.moved_charge++;
4978                         }
4979                         putback_lru_page(page);
4980 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4981                         put_page(page);
4982                         break;
4983                 case MC_TARGET_SWAP:
4984                         ent = target.ent;
4985                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4986                                 mc.precharge--;
4987                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4988                                 mc.moved_swap++;
4989                         }
4990                         break;
4991                 default:
4992                         break;
4993                 }
4994         }
4995         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4996         cond_resched();
4997
4998         if (addr != end) {
4999                 /*
5000                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5001                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5002                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5003                  * phase.
5004                  */
5005                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5006                 if (!ret)
5007                         goto retry;
5008         }
5009
5010         return ret;
5011 }
5012
5013 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5014 {
5015         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5016                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5017                 .mm = mm,
5018         };
5019
5020         lru_add_drain_all();
5021         /*
5022          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5023          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5024          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5025          */
5026         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5027         synchronize_rcu();
5028 retry:
5029         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5030                 /*
5031                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5032                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5033                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5034                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5035                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5036                  */
5037                 __mem_cgroup_clear_mc();
5038                 cond_resched();
5039                 goto retry;
5040         }
5041         /*
5042          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5043          * additional charge, the page walk just aborts.
5044          */
5045         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5046         up_read(&mm->mmap_sem);
5047         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5048 }
5049
5050 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5051 {
5052         struct cgroup_subsys_state *css;
5053         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
5054         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5055
5056         if (mm) {
5057                 if (mc.to)
5058                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5059                 mmput(mm);
5060         }
5061         if (mc.to)
5062                 mem_cgroup_clear_mc();
5063 }
5064 #else   /* !CONFIG_MMU */
5065 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5066 {
5067         return 0;
5068 }
5069 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5070 {
5071 }
5072 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5073 {
5074 }
5075 #endif
5076
5077 /*
5078  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5079  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5080  * attempt.
5081  */
5082 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5083 {
5084         /*
5085          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5086          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5087          * on for the root memcg is enough.
5088          */
5089         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5090                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5091         else
5092                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5093 }
5094
5095 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5096                                struct cftype *cft)
5097 {
5098         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5099
5100         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5101 }
5102
5103 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5104 {
5105         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5106         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5107
5108         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5109                 seq_puts(m, "max\n");
5110         else
5111                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5112
5113         return 0;
5114 }
5115
5116 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5117                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5118 {
5119         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5120         unsigned long low;
5121         int err;
5122
5123         buf = strstrip(buf);
5124         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5125         if (err)
5126                 return err;
5127
5128         memcg->low = low;
5129
5130         return nbytes;
5131 }
5132
5133 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5134 {
5135         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5136         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5137
5138         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5139                 seq_puts(m, "max\n");
5140         else
5141                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5142
5143         return 0;
5144 }
5145
5146 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5147                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5148 {
5149         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5150         unsigned long high;
5151         int err;
5152
5153         buf = strstrip(buf);
5154         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5155         if (err)
5156                 return err;
5157
5158         memcg->high = high;
5159
5160         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5161         return nbytes;
5162 }
5163
5164 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5165 {
5166         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5167         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5168
5169         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5170                 seq_puts(m, "max\n");
5171         else
5172                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5173
5174         return 0;
5175 }
5176
5177 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5178                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5179 {
5180         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5181         unsigned long max;
5182         int err;
5183
5184         buf = strstrip(buf);
5185         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5186         if (err)
5187                 return err;
5188
5189         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5190         if (err)
5191                 return err;
5192
5193         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5194         return nbytes;
5195 }
5196
5197 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5198 {
5199         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5200
5201         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5202         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5203         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5204         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5205
5206         return 0;
5207 }
5208
5209 static struct cftype memory_files[] = {
5210         {
5211                 .name = "current",
5212                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5213                 .read_u64 = memory_current_read,
5214         },
5215         {
5216                 .name = "low",
5217                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5218                 .seq_show = memory_low_show,
5219                 .write = memory_low_write,
5220         },
5221         {
5222                 .name = "high",
5223                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5224                 .seq_show = memory_high_show,
5225                 .write = memory_high_write,
5226         },
5227         {
5228                 .name = "max",
5229                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5230                 .seq_show = memory_max_show,
5231                 .write = memory_max_write,
5232         },
5233         {
5234                 .name = "events",
5235                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5236                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5237                 .seq_show = memory_events_show,
5238         },
5239         { }     /* terminate */
5240 };
5241
5242 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5243         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5244         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5245         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5246         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5247         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5248         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5249         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5250         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5251         .attach = mem_cgroup_move_task,
5252         .bind = mem_cgroup_bind,
5253         .dfl_cftypes = memory_files,
5254         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5255         .early_init = 0,
5256 };
5257
5258 /**
5259  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5260  * @root: the highest ancestor to consider
5261  * @memcg: the memory cgroup to check
5262  *
5263  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5264  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5265  */
5266 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5267 {
5268         if (mem_cgroup_disabled())
5269                 return false;
5270
5271         /*
5272          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5273          * it's never low when looked at directly, and it is not
5274          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5275          */
5276
5277         if (memcg == root_mem_cgroup)
5278                 return false;
5279
5280         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5281                 return false;
5282
5283         while (memcg != root) {
5284                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5285
5286                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5287                         break;
5288
5289                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5290                         return false;
5291         }
5292         return true;
5293 }
5294
5295 /**
5296  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5297  * @page: page to charge
5298  * @mm: mm context of the victim
5299  * @gfp_mask: reclaim mode
5300  * @memcgp: charged memcg return
5301  *
5302  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5303  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5304  *
5305  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5306  * Otherwise, an error code is returned.
5307  *
5308  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5309  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5310  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5311  */
5312 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5313                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5314 {
5315         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5316         unsigned int nr_pages = 1;
5317         int ret = 0;
5318
5319         if (mem_cgroup_disabled())
5320                 goto out;
5321
5322         if (PageSwapCache(page)) {
5323                 /*
5324                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5325                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5326                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5327                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5328                  * in turn serializes uncharging.
5329                  */
5330                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5331                 if (page->mem_cgroup)
5332                         goto out;
5333
5334                 if (do_memsw_account()) {
5335                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5336                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5337
5338                         rcu_read_lock();
5339                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5340                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5341                                 memcg = NULL;
5342                         rcu_read_unlock();
5343                 }
5344         }
5345
5346         if (PageTransHuge(page)) {
5347                 nr_pages <<= compound_order(page);
5348                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5349         }
5350
5351         if (!memcg)
5352                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5353
5354         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5355
5356         css_put(&memcg->css);
5357 out:
5358         *memcgp = memcg;
5359         return ret;
5360 }
5361
5362 /**
5363  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5364  * @page: page to charge
5365  * @memcg: memcg to charge the page to
5366  * @lrucare: page might be on LRU already
5367  *
5368  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5369  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5370  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5371  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5372  *
5373  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5374  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5375  *
5376  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5377  */
5378 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5379                               bool lrucare)
5380 {
5381         unsigned int nr_pages = 1;
5382
5383         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5384         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5385
5386         if (mem_cgroup_disabled())
5387                 return;
5388         /*
5389          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5390          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5391          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5392          */
5393         if (!memcg)
5394                 return;
5395
5396         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5397
5398         if (PageTransHuge(page)) {
5399                 nr_pages <<= compound_order(page);
5400                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5401         }
5402
5403         local_irq_disable();
5404         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5405         memcg_check_events(memcg, page);
5406         local_irq_enable();
5407
5408         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5409                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5410                 /*
5411                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5412                  * let's not wait for it.  The page already received a
5413                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5414                  */
5415                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5416         }
5417 }
5418
5419 /**
5420  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5421  * @page: page to charge
5422  * @memcg: memcg to charge the page to
5423  *
5424  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5425  */
5426 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5427 {
5428         unsigned int nr_pages = 1;
5429
5430         if (mem_cgroup_disabled())
5431                 return;
5432         /*
5433          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5434          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5435          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5436          */
5437         if (!memcg)
5438                 return;
5439
5440         if (PageTransHuge(page)) {
5441                 nr_pages <<= compound_order(page);
5442                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5443         }
5444
5445         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5446 }
5447
5448 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5449                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5450                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5451 {
5452         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5453         unsigned long flags;
5454
5455         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5456                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5457                 if (do_memsw_account())
5458                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5459                 memcg_oom_recover(memcg);
5460         }
5461
5462         local_irq_save(flags);
5463         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5464         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5465         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5466         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5467         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5468         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5469         local_irq_restore(flags);
5470
5471         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5472                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5473 }
5474
5475 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5476 {
5477         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5478         unsigned long nr_anon = 0;
5479         unsigned long nr_file = 0;
5480         unsigned long nr_huge = 0;
5481         unsigned long pgpgout = 0;
5482         struct list_head *next;
5483         struct page *page;
5484
5485         next = page_list->next;
5486         do {
5487                 unsigned int nr_pages = 1;
5488
5489                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5490                 next = page->lru.next;
5491
5492                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5493                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5494
5495                 if (!page->mem_cgroup)
5496                         continue;
5497
5498                 /*
5499                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5500                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5501                  * exclusive access to the page.
5502                  */
5503
5504                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5505                         if (memcg) {
5506                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5507                                                nr_huge, page);
5508                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5509                         }
5510                         memcg = page->mem_cgroup;
5511                 }
5512
5513                 if (PageTransHuge(page)) {
5514                         nr_pages <<= compound_order(page);
5515                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5516                         nr_huge += nr_pages;
5517                 }
5518
5519                 if (PageAnon(page))
5520                         nr_anon += nr_pages;
5521                 else
5522                         nr_file += nr_pages;
5523
5524                 page->mem_cgroup = NULL;
5525
5526                 pgpgout++;
5527         } while (next != page_list);
5528
5529         if (memcg)
5530                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5531                                nr_huge, page);
5532 }
5533
5534 /**
5535  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5536  * @page: page to uncharge
5537  *
5538  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5539  * mem_cgroup_commit_charge().
5540  */
5541 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5542 {
5543         if (mem_cgroup_disabled())
5544                 return;
5545
5546         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5547         if (!page->mem_cgroup)
5548                 return;
5549
5550         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5551         uncharge_list(&page->lru);
5552 }
5553
5554 /**
5555  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5556  * @page_list: list of pages to uncharge
5557  *
5558  * Uncharge a list of pages previously charged with
5559  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5560  */
5561 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5562 {
5563         if (mem_cgroup_disabled())
5564                 return;
5565
5566         if (!list_empty(page_list))
5567                 uncharge_list(page_list);
5568 }
5569
5570 /**
5571  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5572  * @oldpage: currently charged page
5573  * @newpage: page to transfer the charge to
5574  *
5575  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5576  *
5577  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5578  * Either or both pages might be on the LRU already.
5579  */
5580 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5581 {
5582         struct mem_cgroup *memcg;
5583         int isolated;
5584
5585         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5586         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5587         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5588         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5589                        newpage);
5590
5591         if (mem_cgroup_disabled())
5592                 return;
5593
5594         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5595         if (newpage->mem_cgroup)
5596                 return;
5597
5598         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5599         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5600         if (!memcg)
5601                 return;
5602
5603         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5604         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5605         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5606
5607         commit_charge(newpage, memcg, true);
5608 }
5609
5610 /*
5611  * subsys_initcall() for memory controller.
5612  *
5613  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5614  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5615  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5616  * be initialized from here.
5617  */
5618 static int __init mem_cgroup_init(void)
5619 {
5620         int cpu, node;
5621
5622         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5623
5624         for_each_possible_cpu(cpu)
5625                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5626                           drain_local_stock);
5627
5628         for_each_node(node) {
5629                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5630                 int zone;
5631
5632                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5633                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5634
5635                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5636                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5637
5638                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5639                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5640                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5641                 }
5642                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5643         }
5644
5645         return 0;
5646 }
5647 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5648
5649 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5650 /**
5651  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5652  * @page: page whose memsw charge to transfer
5653  * @entry: swap entry to move the charge to
5654  *
5655  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5656  */
5657 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5658 {
5659         struct mem_cgroup *memcg;
5660         unsigned short oldid;
5661
5662         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5663         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5664
5665         if (!do_memsw_account())
5666                 return;
5667
5668         memcg = page->mem_cgroup;
5669
5670         /* Readahead page, never charged */
5671         if (!memcg)
5672                 return;
5673
5674         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5675         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5676         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5677
5678         page->mem_cgroup = NULL;
5679
5680         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5681                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5682
5683         /*
5684          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5685          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5686          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5687          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5688          */
5689         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5690         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5691         memcg_check_events(memcg, page);
5692 }
5693
5694 /**
5695  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5696  * @entry: swap entry to uncharge
5697  *
5698  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5699  */
5700 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5701 {
5702         struct mem_cgroup *memcg;
5703         unsigned short id;
5704
5705         if (!do_memsw_account())
5706                 return;
5707
5708         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5709         rcu_read_lock();
5710         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5711         if (memcg) {
5712                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5713                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5714                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5715                 css_put(&memcg->css);
5716         }
5717         rcu_read_unlock();
5718 }
5719
5720 /* for remember boot option*/
5721 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5722 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5723 #else
5724 static int really_do_swap_account __initdata;
5725 #endif
5726
5727 static int __init enable_swap_account(char *s)
5728 {
5729         if (!strcmp(s, "1"))
5730                 really_do_swap_account = 1;
5731         else if (!strcmp(s, "0"))
5732                 really_do_swap_account = 0;
5733         return 1;
5734 }
5735 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5736
5737 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5738         {
5739                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5740                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5741                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5742         },
5743         {
5744                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5746                 .write = mem_cgroup_reset,
5747                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5748         },
5749         {
5750                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5751                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5752                 .write = mem_cgroup_write,
5753                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5754         },
5755         {
5756                 .name = "memsw.failcnt",
5757                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5758                 .write = mem_cgroup_reset,
5759                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5760         },
5761         { },    /* terminate */
5762 };
5763
5764 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5765 {
5766         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5767                 do_swap_account = 1;
5768                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5769                                                   memsw_cgroup_files));
5770         }
5771         return 0;
5772 }
5773 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5774
5775 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */