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