9575cff544fac5ce8394bc652204a52661456e7e
[linux-2.6-block.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,
2098                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2099 nomem:
2100         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2101                 return -ENOMEM;
2102 force:
2103         /*
2104          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2105          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2106          * temporarily by force charging it.
2107          */
2108         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2109         if (do_swap_account)
2110                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2111         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2112
2113         return 0;
2114
2115 done_restock:
2116         css_get_many(&memcg->css, batch);
2117         if (batch > nr_pages)
2118                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2119
2120         /*
2121          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2122          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2123          * if __GFP_WAIT but let's always punt for simplicity and so that
2124          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2125          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2126          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2127          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2128          */
2129         do {
2130                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2131                         current->memcg_nr_pages_over_high += nr_pages;
2132                         set_notify_resume(current);
2133                         break;
2134                 }
2135         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2136
2137         return 0;
2138 }
2139
2140 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2141 {
2142         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2143                 return;
2144
2145         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2146         if (do_swap_account)
2147                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2148
2149         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2150 }
2151
2152 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2153 {
2154         struct zone *zone = page_zone(page);
2155
2156         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2157         if (PageLRU(page)) {
2158                 struct lruvec *lruvec;
2159
2160                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2161                 ClearPageLRU(page);
2162                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2163                 *isolated = 1;
2164         } else
2165                 *isolated = 0;
2166 }
2167
2168 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2169 {
2170         struct zone *zone = page_zone(page);
2171
2172         if (isolated) {
2173                 struct lruvec *lruvec;
2174
2175                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2176                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2177                 SetPageLRU(page);
2178                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2179         }
2180         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2181 }
2182
2183 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2184                           bool lrucare)
2185 {
2186         int isolated;
2187
2188         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2189
2190         /*
2191          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2192          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2193          */
2194         if (lrucare)
2195                 lock_page_lru(page, &isolated);
2196
2197         /*
2198          * Nobody should be changing or seriously looking at
2199          * page->mem_cgroup at this point:
2200          *
2201          * - the page is uncharged
2202          *
2203          * - the page is off-LRU
2204          *
2205          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2206          *   a locked page table
2207          *
2208          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2209          *   have the page locked
2210          */
2211         page->mem_cgroup = memcg;
2212
2213         if (lrucare)
2214                 unlock_page_lru(page, isolated);
2215 }
2216
2217 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2218 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2219 {
2220         int id, size;
2221         int err;
2222
2223         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2224                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2225         if (id < 0)
2226                 return id;
2227
2228         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2229                 return id;
2230
2231         /*
2232          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2233          * so we have to grow them.
2234          */
2235         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2236
2237         size = 2 * (id + 1);
2238         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2239                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2240         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2241                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2242
2243         err = memcg_update_all_caches(size);
2244         if (!err)
2245                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2246         if (!err)
2247                 memcg_nr_cache_ids = size;
2248
2249         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2250
2251         if (err) {
2252                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2253                 return err;
2254         }
2255         return id;
2256 }
2257
2258 static void memcg_free_cache_id(int id)
2259 {
2260         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2261 }
2262
2263 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2264         struct mem_cgroup *memcg;
2265         struct kmem_cache *cachep;
2266         struct work_struct work;
2267 };
2268
2269 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2270 {
2271         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2272                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2273         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2274         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2275
2276         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2277
2278         css_put(&memcg->css);
2279         kfree(cw);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2284  */
2285 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2286                                                struct kmem_cache *cachep)
2287 {
2288         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2289
2290         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2291         if (!cw)
2292                 return;
2293
2294         css_get(&memcg->css);
2295
2296         cw->memcg = memcg;
2297         cw->cachep = cachep;
2298         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2299
2300         schedule_work(&cw->work);
2301 }
2302
2303 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2304                                              struct kmem_cache *cachep)
2305 {
2306         /*
2307          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2308          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2309          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2310          *
2311          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2312          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2313          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2314          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2315          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2316          */
2317         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2318         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2319         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2324  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2325  *
2326  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2327  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2328  * in a workqueue.
2329  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2330  * the original cache.
2331  *
2332  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2333  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2334  */
2335 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2336 {
2337         struct mem_cgroup *memcg;
2338         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2339         int kmemcg_id;
2340
2341         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2342
2343         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2344                 return cachep;
2345
2346         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2347         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2348         if (kmemcg_id < 0)
2349                 goto out;
2350
2351         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2352         if (likely(memcg_cachep))
2353                 return memcg_cachep;
2354
2355         /*
2356          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2357          * context), we could be be predictable and return right away.
2358          * This would guarantee that the allocation being performed
2359          * already belongs in the new cache.
2360          *
2361          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2362          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2363          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2364          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2365          * defer everything.
2366          */
2367         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2368 out:
2369         css_put(&memcg->css);
2370         return cachep;
2371 }
2372
2373 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2374 {
2375         if (!is_root_cache(cachep))
2376                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2377 }
2378
2379 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2380                               struct mem_cgroup *memcg)
2381 {
2382         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2383         struct page_counter *counter;
2384         int ret = 0;
2385
2386         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2387                 return 0;
2388
2389         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2390         if (ret)
2391                 return ret;
2392
2393         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2394         if (ret) {
2395                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2396                 return ret;
2397         }
2398
2399         page->mem_cgroup = memcg;
2400
2401         return 0;
2402 }
2403
2404 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2405 {
2406         struct mem_cgroup *memcg;
2407         int ret;
2408
2409         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2410         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2411         css_put(&memcg->css);
2412         return ret;
2413 }
2414
2415 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2416 {
2417         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2418         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2419
2420         if (!memcg)
2421                 return;
2422
2423         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2424
2425         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2426         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2427         if (do_swap_account)
2428                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2429
2430         page->mem_cgroup = NULL;
2431         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2432 }
2433
2434 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2435 {
2436         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2437         struct kmem_cache *cachep;
2438         struct page *page;
2439
2440         page = virt_to_head_page(ptr);
2441         if (PageSlab(page)) {
2442                 cachep = page->slab_cache;
2443                 if (!is_root_cache(cachep))
2444                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2445         } else
2446                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2447                 memcg = page->mem_cgroup;
2448
2449         return memcg;
2450 }
2451 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2452
2453 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2454
2455 /*
2456  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2457  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2458  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2459  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2460  */
2461 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2462 {
2463         int i;
2464
2465         if (mem_cgroup_disabled())
2466                 return;
2467
2468         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2469                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2470
2471         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2472                        HPAGE_PMD_NR);
2473 }
2474 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2475
2476 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2477 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2478                                          bool charge)
2479 {
2480         int val = (charge) ? 1 : -1;
2481         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2482 }
2483
2484 /**
2485  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2486  * @entry: swap entry to be moved
2487  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2488  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2489  *
2490  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2491  * as the mem_cgroup's id of @from.
2492  *
2493  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2494  *
2495  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2496  * both res and memsw, and called css_get().
2497  */
2498 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2499                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2500 {
2501         unsigned short old_id, new_id;
2502
2503         old_id = mem_cgroup_id(from);
2504         new_id = mem_cgroup_id(to);
2505
2506         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2507                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2508                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2509                 return 0;
2510         }
2511         return -EINVAL;
2512 }
2513 #else
2514 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2515                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2516 {
2517         return -EINVAL;
2518 }
2519 #endif
2520
2521 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2522
2523 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2524                                    unsigned long limit)
2525 {
2526         unsigned long curusage;
2527         unsigned long oldusage;
2528         bool enlarge = false;
2529         int retry_count;
2530         int ret;
2531
2532         /*
2533          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2534          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2535          * of # of children which we should visit in this loop.
2536          */
2537         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2538                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2539
2540         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2541
2542         do {
2543                 if (signal_pending(current)) {
2544                         ret = -EINTR;
2545                         break;
2546                 }
2547
2548                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2549                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2550                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2551                         ret = -EINVAL;
2552                         break;
2553                 }
2554                 if (limit > memcg->memory.limit)
2555                         enlarge = true;
2556                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2557                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2558
2559                 if (!ret)
2560                         break;
2561
2562                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2563
2564                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2565                 /* Usage is reduced ? */
2566                 if (curusage >= oldusage)
2567                         retry_count--;
2568                 else
2569                         oldusage = curusage;
2570         } while (retry_count);
2571
2572         if (!ret && enlarge)
2573                 memcg_oom_recover(memcg);
2574
2575         return ret;
2576 }
2577
2578 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2579                                          unsigned long limit)
2580 {
2581         unsigned long curusage;
2582         unsigned long oldusage;
2583         bool enlarge = false;
2584         int retry_count;
2585         int ret;
2586
2587         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2588         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2589                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2590
2591         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2592
2593         do {
2594                 if (signal_pending(current)) {
2595                         ret = -EINTR;
2596                         break;
2597                 }
2598
2599                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2600                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2601                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2602                         ret = -EINVAL;
2603                         break;
2604                 }
2605                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2606                         enlarge = true;
2607                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2608                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2609
2610                 if (!ret)
2611                         break;
2612
2613                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2614
2615                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2616                 /* Usage is reduced ? */
2617                 if (curusage >= oldusage)
2618                         retry_count--;
2619                 else
2620                         oldusage = curusage;
2621         } while (retry_count);
2622
2623         if (!ret && enlarge)
2624                 memcg_oom_recover(memcg);
2625
2626         return ret;
2627 }
2628
2629 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2630                                             gfp_t gfp_mask,
2631                                             unsigned long *total_scanned)
2632 {
2633         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2634         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2635         unsigned long reclaimed;
2636         int loop = 0;
2637         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2638         unsigned long excess;
2639         unsigned long nr_scanned;
2640
2641         if (order > 0)
2642                 return 0;
2643
2644         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2645         /*
2646          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2647          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2648          * pressure
2649          */
2650         do {
2651                 if (next_mz)
2652                         mz = next_mz;
2653                 else
2654                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2655                 if (!mz)
2656                         break;
2657
2658                 nr_scanned = 0;
2659                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2660                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2661                 nr_reclaimed += reclaimed;
2662                 *total_scanned += nr_scanned;
2663                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2664                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2665
2666                 /*
2667                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2668                  * it is time to move on to the next cgroup
2669                  */
2670                 next_mz = NULL;
2671                 if (!reclaimed)
2672                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2673
2674                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2675                 /*
2676                  * One school of thought says that we should not add
2677                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2678                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2679                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2680                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2681                  * term TODO.
2682                  */
2683                 /* If excess == 0, no tree ops */
2684                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2685                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2686                 css_put(&mz->memcg->css);
2687                 loop++;
2688                 /*
2689                  * Could not reclaim anything and there are no more
2690                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2691                  * reclaiming anything.
2692                  */
2693                 if (!nr_reclaimed &&
2694                         (next_mz == NULL ||
2695                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2696                         break;
2697         } while (!nr_reclaimed);
2698         if (next_mz)
2699                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2700         return nr_reclaimed;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2705  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2706  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2707  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2708  */
2709 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2710 {
2711         bool ret;
2712
2713         /*
2714          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2715          * it prevents a new child from being initialized based on this
2716          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2717          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2718          */
2719         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2720
2721         rcu_read_lock();
2722         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2723         rcu_read_unlock();
2724         return ret;
2725 }
2726
2727 /*
2728  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2729  * the rest to the parent.
2730  *
2731  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2732  */
2733 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2734 {
2735         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2736
2737         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2738         lru_add_drain_all();
2739         /* try to free all pages in this cgroup */
2740         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2741                 int progress;
2742
2743                 if (signal_pending(current))
2744                         return -EINTR;
2745
2746                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2747                                                         GFP_KERNEL, true);
2748                 if (!progress) {
2749                         nr_retries--;
2750                         /* maybe some writeback is necessary */
2751                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2752                 }
2753
2754         }
2755
2756         return 0;
2757 }
2758
2759 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2760                                             char *buf, size_t nbytes,
2761                                             loff_t off)
2762 {
2763         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2764
2765         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2766                 return -EINVAL;
2767         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2768 }
2769
2770 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2771                                      struct cftype *cft)
2772 {
2773         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2774 }
2775
2776 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2777                                       struct cftype *cft, u64 val)
2778 {
2779         int retval = 0;
2780         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2781         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2782
2783         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2784
2785         if (memcg->use_hierarchy == val)
2786                 goto out;
2787
2788         /*
2789          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2790          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2791          * occur, provided the current cgroup has no children.
2792          *
2793          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2794          * set if there are no children.
2795          */
2796         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2797                                 (val == 1 || val == 0)) {
2798                 if (!memcg_has_children(memcg))
2799                         memcg->use_hierarchy = val;
2800                 else
2801                         retval = -EBUSY;
2802         } else
2803                 retval = -EINVAL;
2804
2805 out:
2806         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2807
2808         return retval;
2809 }
2810
2811 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2812                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2813 {
2814         struct mem_cgroup *iter;
2815         unsigned long val = 0;
2816
2817         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2818                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2819
2820         return val;
2821 }
2822
2823 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2824 {
2825         u64 val;
2826
2827         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2828                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2829                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2830                 if (swap)
2831                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2832         } else {
2833                 if (!swap)
2834                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2835                 else
2836                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2837         }
2838         return val << PAGE_SHIFT;
2839 }
2840
2841 enum {
2842         RES_USAGE,
2843         RES_LIMIT,
2844         RES_MAX_USAGE,
2845         RES_FAILCNT,
2846         RES_SOFT_LIMIT,
2847 };
2848
2849 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2850                                struct cftype *cft)
2851 {
2852         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2853         struct page_counter *counter;
2854
2855         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2856         case _MEM:
2857                 counter = &memcg->memory;
2858                 break;
2859         case _MEMSWAP:
2860                 counter = &memcg->memsw;
2861                 break;
2862         case _KMEM:
2863                 counter = &memcg->kmem;
2864                 break;
2865         default:
2866                 BUG();
2867         }
2868
2869         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2870         case RES_USAGE:
2871                 if (counter == &memcg->memory)
2872                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
2873                 if (counter == &memcg->memsw)
2874                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
2875                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2876         case RES_LIMIT:
2877                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2878         case RES_MAX_USAGE:
2879                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2880         case RES_FAILCNT:
2881                 return counter->failcnt;
2882         case RES_SOFT_LIMIT:
2883                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2884         default:
2885                 BUG();
2886         }
2887 }
2888
2889 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2890 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2891                                unsigned long nr_pages)
2892 {
2893         int err = 0;
2894         int memcg_id;
2895
2896         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2897         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2898         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2899
2900         /*
2901          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2902          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2903          * already joined.
2904          *
2905          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2906          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2907          * place, which makes the value quite meaningless.
2908          *
2909          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2910          * of course permitted.
2911          */
2912         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2913         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
2914             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2915                 err = -EBUSY;
2916         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2917         if (err)
2918                 goto out;
2919
2920         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2921         if (memcg_id < 0) {
2922                 err = memcg_id;
2923                 goto out;
2924         }
2925
2926         /*
2927          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2928          * activated yet, so this should succeed.
2929          */
2930         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2931         VM_BUG_ON(err);
2932
2933         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2934         /*
2935          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2936          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2937          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2938          * patched.
2939          */
2940         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2941         memcg->kmem_acct_activated = true;
2942         memcg->kmem_acct_active = true;
2943 out:
2944         return err;
2945 }
2946
2947 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2948                                    unsigned long limit)
2949 {
2950         int ret;
2951
2952         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2953         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2954                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2955         else
2956                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2957         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2958         return ret;
2959 }
2960
2961 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2962 {
2963         int ret = 0;
2964         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2965
2966         if (!parent)
2967                 return 0;
2968
2969         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2970         /*
2971          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2972          * after this point, because it has at least one child already.
2973          */
2974         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2975                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2976         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2977         return ret;
2978 }
2979 #else
2980 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2981                                    unsigned long limit)
2982 {
2983         return -EINVAL;
2984 }
2985 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2986
2987 /*
2988  * The user of this function is...
2989  * RES_LIMIT.
2990  */
2991 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2992                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2993 {
2994         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2995         unsigned long nr_pages;
2996         int ret;
2997
2998         buf = strstrip(buf);
2999         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3000         if (ret)
3001                 return ret;
3002
3003         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3004         case RES_LIMIT:
3005                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3006                         ret = -EINVAL;
3007                         break;
3008                 }
3009                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3010                 case _MEM:
3011                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3012                         break;
3013                 case _MEMSWAP:
3014                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3015                         break;
3016                 case _KMEM:
3017                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3018                         break;
3019                 }
3020                 break;
3021         case RES_SOFT_LIMIT:
3022                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3023                 ret = 0;
3024                 break;
3025         }
3026         return ret ?: nbytes;
3027 }
3028
3029 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3030                                 size_t nbytes, loff_t off)
3031 {
3032         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3033         struct page_counter *counter;
3034
3035         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3036         case _MEM:
3037                 counter = &memcg->memory;
3038                 break;
3039         case _MEMSWAP:
3040                 counter = &memcg->memsw;
3041                 break;
3042         case _KMEM:
3043                 counter = &memcg->kmem;
3044                 break;
3045         default:
3046                 BUG();
3047         }
3048
3049         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3050         case RES_MAX_USAGE:
3051                 page_counter_reset_watermark(counter);
3052                 break;
3053         case RES_FAILCNT:
3054                 counter->failcnt = 0;
3055                 break;
3056         default:
3057                 BUG();
3058         }
3059
3060         return nbytes;
3061 }
3062
3063 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3064                                         struct cftype *cft)
3065 {
3066         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3067 }
3068
3069 #ifdef CONFIG_MMU
3070 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3071                                         struct cftype *cft, u64 val)
3072 {
3073         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3074
3075         if (val & ~MOVE_MASK)
3076                 return -EINVAL;
3077
3078         /*
3079          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3080          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3081          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3082          * affect task migrations starting after the change.
3083          */
3084         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3085         return 0;
3086 }
3087 #else
3088 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3089                                         struct cftype *cft, u64 val)
3090 {
3091         return -ENOSYS;
3092 }
3093 #endif
3094
3095 #ifdef CONFIG_NUMA
3096 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3097 {
3098         struct numa_stat {
3099                 const char *name;
3100                 unsigned int lru_mask;
3101         };
3102
3103         static const struct numa_stat stats[] = {
3104                 { "total", LRU_ALL },
3105                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3106                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3107                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3108         };
3109         const struct numa_stat *stat;
3110         int nid;
3111         unsigned long nr;
3112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3113
3114         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3115                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3116                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3117                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3118                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3119                                                           stat->lru_mask);
3120                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3121                 }
3122                 seq_putc(m, '\n');
3123         }
3124
3125         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3126                 struct mem_cgroup *iter;
3127
3128                 nr = 0;
3129                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3130                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3131                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3132                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3133                         nr = 0;
3134                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3135                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3136                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3137                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3138                 }
3139                 seq_putc(m, '\n');
3140         }
3141
3142         return 0;
3143 }
3144 #endif /* CONFIG_NUMA */
3145
3146 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3147 {
3148         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3149         unsigned long memory, memsw;
3150         struct mem_cgroup *mi;
3151         unsigned int i;
3152
3153         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3154                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3155         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3156                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3157         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3158
3159         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3160                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3161                         continue;
3162                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3163                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3164         }
3165
3166         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3167                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3168                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3169
3170         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3171                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3172                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3173
3174         /* Hierarchical information */
3175         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3176         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3177                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3178                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3179         }
3180         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3181                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3182         if (do_swap_account)
3183                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3184                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3185
3186         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3187                 unsigned long long val = 0;
3188
3189                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3190                         continue;
3191                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3192                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3193                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3194         }
3195
3196         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3197                 unsigned long long val = 0;
3198
3199                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3200                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3201                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3202                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3203         }
3204
3205         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3206                 unsigned long long val = 0;
3207
3208                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3209                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3210                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3211         }
3212
3213 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3214         {
3215                 int nid, zid;
3216                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3217                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3218                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3219                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3220
3221                 for_each_online_node(nid)
3222                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3223                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3224                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3225
3226                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3227                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3228                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3229                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3230                         }
3231                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3232                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3233                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3234                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3235         }
3236 #endif
3237
3238         return 0;
3239 }
3240
3241 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3242                                       struct cftype *cft)
3243 {
3244         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3245
3246         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3247 }
3248
3249 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3250                                        struct cftype *cft, u64 val)
3251 {
3252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3253
3254         if (val > 100)
3255                 return -EINVAL;
3256
3257         if (css->parent)
3258                 memcg->swappiness = val;
3259         else
3260                 vm_swappiness = val;
3261
3262         return 0;
3263 }
3264
3265 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3266 {
3267         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3268         unsigned long usage;
3269         int i;
3270
3271         rcu_read_lock();
3272         if (!swap)
3273                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3274         else
3275                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3276
3277         if (!t)
3278                 goto unlock;
3279
3280         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3281
3282         /*
3283          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3284          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3285          * call of __mem_cgroup_threshold().
3286          */
3287         i = t->current_threshold;
3288
3289         /*
3290          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3291          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3292          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3293          * only one element of the array here.
3294          */
3295         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3296                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3297
3298         /* i = current_threshold + 1 */
3299         i++;
3300
3301         /*
3302          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3303          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3304          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3305          * only one element of the array here.
3306          */
3307         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3308                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3309
3310         /* Update current_threshold */
3311         t->current_threshold = i - 1;
3312 unlock:
3313         rcu_read_unlock();
3314 }
3315
3316 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3317 {
3318         while (memcg) {
3319                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3320                 if (do_swap_account)
3321                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3322
3323                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3324         }
3325 }
3326
3327 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3328 {
3329         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3330         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3331
3332         if (_a->threshold > _b->threshold)
3333                 return 1;
3334
3335         if (_a->threshold < _b->threshold)
3336                 return -1;
3337
3338         return 0;
3339 }
3340
3341 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3342 {
3343         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3344
3345         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3346
3347         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3348                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3349
3350         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3351         return 0;
3352 }
3353
3354 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3355 {
3356         struct mem_cgroup *iter;
3357
3358         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3359                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3360 }
3361
3362 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3363         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3364 {
3365         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3366         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3367         unsigned long threshold;
3368         unsigned long usage;
3369         int i, size, ret;
3370
3371         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3372         if (ret)
3373                 return ret;
3374         threshold <<= PAGE_SHIFT;
3375
3376         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3377
3378         if (type == _MEM) {
3379                 thresholds = &memcg->thresholds;
3380                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3381         } else if (type == _MEMSWAP) {
3382                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3383                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3384         } else
3385                 BUG();
3386
3387         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3388         if (thresholds->primary)
3389                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3390
3391         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3392
3393         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3394         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3395                         GFP_KERNEL);
3396         if (!new) {
3397                 ret = -ENOMEM;
3398                 goto unlock;
3399         }
3400         new->size = size;
3401
3402         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3403         if (thresholds->primary) {
3404                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3405                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3406         }
3407
3408         /* Add new threshold */
3409         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3410         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3411
3412         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3413         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3414                         compare_thresholds, NULL);
3415
3416         /* Find current threshold */
3417         new->current_threshold = -1;
3418         for (i = 0; i < size; i++) {
3419                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3420                         /*
3421                          * new->current_threshold will not be used until
3422                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3423                          * it here.
3424                          */
3425                         ++new->current_threshold;
3426                 } else
3427                         break;
3428         }
3429
3430         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3431         kfree(thresholds->spare);
3432         thresholds->spare = thresholds->primary;
3433
3434         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3435
3436         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3437         synchronize_rcu();
3438
3439 unlock:
3440         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3441
3442         return ret;
3443 }
3444
3445 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3446         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3447 {
3448         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3449 }
3450
3451 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3452         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3453 {
3454         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3455 }
3456
3457 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3458         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3459 {
3460         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3461         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3462         unsigned long usage;
3463         int i, j, size;
3464
3465         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3466
3467         if (type == _MEM) {
3468                 thresholds = &memcg->thresholds;
3469                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3470         } else if (type == _MEMSWAP) {
3471                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3472                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3473         } else
3474                 BUG();
3475
3476         if (!thresholds->primary)
3477                 goto unlock;
3478
3479         /* Check if a threshold crossed before removing */
3480         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3481
3482         /* Calculate new number of threshold */
3483         size = 0;
3484         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3485                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3486                         size++;
3487         }
3488
3489         new = thresholds->spare;
3490
3491         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3492         if (!size) {
3493                 kfree(new);
3494                 new = NULL;
3495                 goto swap_buffers;
3496         }
3497
3498         new->size = size;
3499
3500         /* Copy thresholds and find current threshold */
3501         new->current_threshold = -1;
3502         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3503                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3504                         continue;
3505
3506                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3507                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3508                         /*
3509                          * new->current_threshold will not be used
3510                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3511                          * it here.
3512                          */
3513                         ++new->current_threshold;
3514                 }
3515                 j++;
3516         }
3517
3518 swap_buffers:
3519         /* Swap primary and spare array */
3520         thresholds->spare = thresholds->primary;
3521         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3522         if (!new) {
3523                 kfree(thresholds->spare);
3524                 thresholds->spare = NULL;
3525         }
3526
3527         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3528
3529         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3530         synchronize_rcu();
3531 unlock:
3532         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3533 }
3534
3535 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3536         struct eventfd_ctx *eventfd)
3537 {
3538         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3539 }
3540
3541 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3542         struct eventfd_ctx *eventfd)
3543 {
3544         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3545 }
3546
3547 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3548         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3549 {
3550         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3551
3552         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3553         if (!event)
3554                 return -ENOMEM;
3555
3556         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3557
3558         event->eventfd = eventfd;
3559         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3560
3561         /* already in OOM ? */
3562         if (memcg->under_oom)
3563                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3564         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3565
3566         return 0;
3567 }
3568
3569 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3570         struct eventfd_ctx *eventfd)
3571 {
3572         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3573
3574         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3575
3576         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3577                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3578                         list_del(&ev->list);
3579                         kfree(ev);
3580                 }
3581         }
3582
3583         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3584 }
3585
3586 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3587 {
3588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3589
3590         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3591         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3592         return 0;
3593 }
3594
3595 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3596         struct cftype *cft, u64 val)
3597 {
3598         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3599
3600         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3601         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3602                 return -EINVAL;
3603
3604         memcg->oom_kill_disable = val;
3605         if (!val)
3606                 memcg_oom_recover(memcg);
3607
3608         return 0;
3609 }
3610
3611 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3612 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3613 {
3614         int ret;
3615
3616         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3617         if (ret)
3618                 return ret;
3619
3620         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3621 }
3622
3623 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3624 {
3625         struct cgroup_subsys_state *css;
3626         struct mem_cgroup *parent, *child;
3627         int kmemcg_id;
3628
3629         if (!memcg->kmem_acct_active)
3630                 return;
3631
3632         /*
3633          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3634          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3635          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3636          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3637          */
3638         memcg->kmem_acct_active = false;
3639
3640         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3641
3642         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3643         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3644
3645         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3646         if (!parent)
3647                 parent = root_mem_cgroup;
3648
3649         /*
3650          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3651          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3652          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3653          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3654          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3655          * memcg_drain_all_list_lrus().
3656          */
3657         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3658                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3659                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3660                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3661                 if (!memcg->use_hierarchy)
3662                         break;
3663         }
3664         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3665
3666         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3667 }
3668
3669 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3670 {
3671         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3672                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3673                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3674                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3675         }
3676         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3677 }
3678 #else
3679 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3680 {
3681         return 0;
3682 }
3683
3684 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686 }
3687
3688 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3689 {
3690 }
3691 #endif
3692
3693 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3694
3695 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3696 {
3697         return &memcg->cgwb_list;
3698 }
3699
3700 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3701 {
3702         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3703 }
3704
3705 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3706 {
3707         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3708 }
3709
3710 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3713 }
3714
3715 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3716 {
3717         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3718
3719         if (!memcg->css.parent)
3720                 return NULL;
3721
3722         return &memcg->cgwb_domain;
3723 }
3724
3725 /**
3726  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3727  * @wb: bdi_writeback in question
3728  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3729  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3730  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3731  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3732  *
3733  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3734  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3735  * is a bit more involved.
3736  *
3737  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3738  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3739  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3740  * available memory in the system.  The caller should further cap
3741  * *@pheadroom accordingly.
3742  */
3743 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3744                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3745                          unsigned long *pwriteback)
3746 {
3747         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3748         struct mem_cgroup *parent;
3749
3750         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3751
3752         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3753         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3754         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3755                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3756         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3757
3758         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3759                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3760                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3761
3762                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3763                 memcg = parent;
3764         }
3765 }
3766
3767 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3768
3769 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3770 {
3771         return 0;
3772 }
3773
3774 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3775 {
3776 }
3777
3778 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3779 {
3780 }
3781
3782 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3783
3784 /*
3785  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3786  *
3787  * "cgroup.event_control" implementation.
3788  *
3789  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3790  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3791  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3792  *
3793  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3794  * possible.
3795  */
3796
3797 /*
3798  * Unregister event and free resources.
3799  *
3800  * Gets called from workqueue.
3801  */
3802 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3803 {
3804         struct mem_cgroup_event *event =
3805                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3806         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3807
3808         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3809
3810         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3811
3812         /* Notify userspace the event is going away. */
3813         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3814
3815         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3816         kfree(event);
3817         css_put(&memcg->css);
3818 }
3819
3820 /*
3821  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3822  *
3823  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3824  */
3825 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3826                             int sync, void *key)
3827 {
3828         struct mem_cgroup_event *event =
3829                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3830         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3831         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3832
3833         if (flags & POLLHUP) {
3834                 /*
3835                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3836                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3837                  * for us.
3838                  *
3839                  * We can't race against event freeing since the other
3840                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3841                  * which we hold.
3842                  */
3843                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3844                 if (!list_empty(&event->list)) {
3845                         list_del_init(&event->list);
3846                         /*
3847                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3848                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3849                          */
3850                         schedule_work(&event->remove);
3851                 }
3852                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3853         }
3854
3855         return 0;
3856 }
3857
3858 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3859                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3860 {
3861         struct mem_cgroup_event *event =
3862                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3863
3864         event->wqh = wqh;
3865         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3866 }
3867
3868 /*
3869  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3870  *
3871  * Parse input and register new cgroup event handler.
3872  *
3873  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3874  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3875  */
3876 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3877                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3878 {
3879         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3880         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3881         struct mem_cgroup_event *event;
3882         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3883         unsigned int efd, cfd;
3884         struct fd efile;
3885         struct fd cfile;
3886         const char *name;
3887         char *endp;
3888         int ret;
3889
3890         buf = strstrip(buf);
3891
3892         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3893         if (*endp != ' ')
3894                 return -EINVAL;
3895         buf = endp + 1;
3896
3897         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3898         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3899                 return -EINVAL;
3900         buf = endp + 1;
3901
3902         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3903         if (!event)
3904                 return -ENOMEM;
3905
3906         event->memcg = memcg;
3907         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3908         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3909         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3910         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3911
3912         efile = fdget(efd);
3913         if (!efile.file) {
3914                 ret = -EBADF;
3915                 goto out_kfree;
3916         }
3917
3918         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3919         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3920                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3921                 goto out_put_efile;
3922         }
3923
3924         cfile = fdget(cfd);
3925         if (!cfile.file) {
3926                 ret = -EBADF;
3927                 goto out_put_eventfd;
3928         }
3929
3930         /* the process need read permission on control file */
3931         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3932         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3933         if (ret < 0)
3934                 goto out_put_cfile;
3935
3936         /*
3937          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3938          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3939          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3940          * is for compatibility anyway.
3941          *
3942          * DO NOT ADD NEW FILES.
3943          */
3944         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3945
3946         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3947                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3948                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3949         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3950                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3951                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3952         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3953                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3954                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3955         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3956                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3957                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3958         } else {
3959                 ret = -EINVAL;
3960                 goto out_put_cfile;
3961         }
3962
3963         /*
3964          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3965          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3966          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3967          */
3968         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3969                                                &memory_cgrp_subsys);
3970         ret = -EINVAL;
3971         if (IS_ERR(cfile_css))
3972                 goto out_put_cfile;
3973         if (cfile_css != css) {
3974                 css_put(cfile_css);
3975                 goto out_put_cfile;
3976         }
3977
3978         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3979         if (ret)
3980                 goto out_put_css;
3981
3982         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3983
3984         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3985         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3986         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3987
3988         fdput(cfile);
3989         fdput(efile);
3990
3991         return nbytes;
3992
3993 out_put_css:
3994         css_put(css);
3995 out_put_cfile:
3996         fdput(cfile);
3997 out_put_eventfd:
3998         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3999 out_put_efile:
4000         fdput(efile);
4001 out_kfree:
4002         kfree(event);
4003
4004         return ret;
4005 }
4006
4007 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4008         {
4009                 .name = "usage_in_bytes",
4010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4011                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4012         },
4013         {
4014                 .name = "max_usage_in_bytes",
4015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4016                 .write = mem_cgroup_reset,
4017                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4018         },
4019         {
4020                 .name = "limit_in_bytes",
4021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4022                 .write = mem_cgroup_write,
4023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4024         },
4025         {
4026                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4028                 .write = mem_cgroup_write,
4029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4030         },
4031         {
4032                 .name = "failcnt",
4033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4034                 .write = mem_cgroup_reset,
4035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4036         },
4037         {
4038                 .name = "stat",
4039                 .seq_show = memcg_stat_show,
4040         },
4041         {
4042                 .name = "force_empty",
4043                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4044         },
4045         {
4046                 .name = "use_hierarchy",
4047                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4048                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4049         },
4050         {
4051                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4052                 .write = memcg_write_event_control,
4053                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4054                 .mode = S_IWUGO,
4055         },
4056         {
4057                 .name = "swappiness",
4058                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4059                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4063                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4064                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "oom_control",
4068                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4069                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4070                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4071         },
4072         {
4073                 .name = "pressure_level",
4074         },
4075 #ifdef CONFIG_NUMA
4076         {
4077                 .name = "numa_stat",
4078                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4079         },
4080 #endif
4081 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4082         {
4083                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4084                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4085                 .write = mem_cgroup_write,
4086                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4087         },
4088         {
4089                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4090                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4092         },
4093         {
4094                 .name = "kmem.failcnt",
4095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4096                 .write = mem_cgroup_reset,
4097                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4098         },
4099         {
4100                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4101                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4102                 .write = mem_cgroup_reset,
4103                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4104         },
4105 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4106         {
4107                 .name = "kmem.slabinfo",
4108                 .seq_start = slab_start,
4109                 .seq_next = slab_next,
4110                 .seq_stop = slab_stop,
4111                 .seq_show = memcg_slab_show,
4112         },
4113 #endif
4114 #endif
4115         { },    /* terminate */
4116 };
4117
4118 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4119 {
4120         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4121         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4122         int zone, tmp = node;
4123         /*
4124          * This routine is called against possible nodes.
4125          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4126          *
4127          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4128          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4129          *       function.
4130          */
4131         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4132                 tmp = -1;
4133         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4134         if (!pn)
4135                 return 1;
4136
4137         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4138                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4139                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4140                 mz->usage_in_excess = 0;
4141                 mz->on_tree = false;
4142                 mz->memcg = memcg;
4143         }
4144         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4149 {
4150         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4151 }
4152
4153 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4154 {
4155         struct mem_cgroup *memcg;
4156         size_t size;
4157
4158         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4159         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4160
4161         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4162         if (!memcg)
4163                 return NULL;
4164
4165         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4166         if (!memcg->stat)
4167                 goto out_free;
4168
4169         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4170                 goto out_free_stat;
4171
4172         return memcg;
4173
4174 out_free_stat:
4175         free_percpu(memcg->stat);
4176 out_free:
4177         kfree(memcg);
4178         return NULL;
4179 }
4180
4181 /*
4182  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4183  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4184  *
4185  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4186  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4187  * it goes down to 0.
4188  *
4189  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4190  */
4191
4192 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4193 {
4194         int node;
4195
4196         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4197
4198         for_each_node(node)
4199                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4200
4201         free_percpu(memcg->stat);
4202         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4203         kfree(memcg);
4204 }
4205
4206 /*
4207  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4208  */
4209 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4210 {
4211         if (!memcg->memory.parent)
4212                 return NULL;
4213         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4214 }
4215 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4216
4217 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4218 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4219 {
4220         struct mem_cgroup *memcg;
4221         long error = -ENOMEM;
4222         int node;
4223
4224         memcg = mem_cgroup_alloc();
4225         if (!memcg)
4226                 return ERR_PTR(error);
4227
4228         for_each_node(node)
4229                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4230                         goto free_out;
4231
4232         /* root ? */
4233         if (parent_css == NULL) {
4234                 root_mem_cgroup = memcg;
4235                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4236                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4237                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4238                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4239                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4240                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4241         }
4242
4243         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4244         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4245         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4246         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4247         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4248         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4249         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4250         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4251 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4252         memcg->kmemcg_id = -1;
4253 #endif
4254 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4255         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4256 #endif
4257         return &memcg->css;
4258
4259 free_out:
4260         __mem_cgroup_free(memcg);
4261         return ERR_PTR(error);
4262 }
4263
4264 static int
4265 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4266 {
4267         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4268         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4269         int ret;
4270
4271         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4272                 return -ENOSPC;
4273
4274         if (!parent)
4275                 return 0;
4276
4277         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4278
4279         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4280         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4281         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4282
4283         if (parent->use_hierarchy) {
4284                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4285                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4286                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4287                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4288                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4289
4290                 /*
4291                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4292                  * core guarantees its existence.
4293                  */
4294         } else {
4295                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4296                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4297                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4298                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4299                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4300                 /*
4301                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4302                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4303                  * unfortunate state in our controller.
4304                  */
4305                 if (parent != root_mem_cgroup)
4306                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4307         }
4308         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4309
4310         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4311         if (ret)
4312                 return ret;
4313
4314         /*
4315          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4316          * orders reading memcg->initialized against its callers
4317          * reading the memcg members.
4318          */
4319         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4320
4321         return 0;
4322 }
4323
4324 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4325 {
4326         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4327         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4328
4329         /*
4330          * Unregister events and notify userspace.
4331          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4332          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4333          */
4334         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4335         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4336                 list_del_init(&event->list);
4337                 schedule_work(&event->remove);
4338         }
4339         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4340
4341         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4342
4343         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4344
4345         wb_memcg_offline(memcg);
4346 }
4347
4348 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4349 {
4350         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4351
4352         memcg_destroy_kmem(memcg);
4353         __mem_cgroup_free(memcg);
4354 }
4355
4356 /**
4357  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4358  * @css: the target css
4359  *
4360  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4361  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4362  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4363  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4364  * made visible again.
4365  *
4366  * The current implementation only resets the essential configurations.
4367  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4368  */
4369 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4370 {
4371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4372
4373         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4374         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4375         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4376         memcg->low = 0;
4377         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4378         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4379         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4380 }
4381
4382 #ifdef CONFIG_MMU
4383 /* Handlers for move charge at task migration. */
4384 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4385 {
4386         int ret;
4387
4388         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4389         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4390         if (!ret) {
4391                 mc.precharge += count;
4392                 return ret;
4393         }
4394
4395         /* Try charges one by one with reclaim */
4396         while (count--) {
4397                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4398                 if (ret)
4399                         return ret;
4400                 mc.precharge++;
4401                 cond_resched();
4402         }
4403         return 0;
4404 }
4405
4406 /**
4407  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4408  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4409  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4410  * @ptent: the pte to be checked
4411  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4412  *
4413  * Returns
4414  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4415  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4416  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4417  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4418  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4419  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4420  *     in target->ent.
4421  *
4422  * Called with pte lock held.
4423  */
4424 union mc_target {
4425         struct page     *page;
4426         swp_entry_t     ent;
4427 };
4428
4429 enum mc_target_type {
4430         MC_TARGET_NONE = 0,
4431         MC_TARGET_PAGE,
4432         MC_TARGET_SWAP,
4433 };
4434
4435 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4436                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4437 {
4438         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4439
4440         if (!page || !page_mapped(page))
4441                 return NULL;
4442         if (PageAnon(page)) {
4443                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4444                         return NULL;
4445         } else {
4446                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4447                         return NULL;
4448         }
4449         if (!get_page_unless_zero(page))
4450                 return NULL;
4451
4452         return page;
4453 }
4454
4455 #ifdef CONFIG_SWAP
4456 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4457                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4458 {
4459         struct page *page = NULL;
4460         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4461
4462         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4463                 return NULL;
4464         /*
4465          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4466          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4467          */
4468         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4469         if (do_swap_account)
4470                 entry->val = ent.val;
4471
4472         return page;
4473 }
4474 #else
4475 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4476                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4477 {
4478         return NULL;
4479 }
4480 #endif
4481
4482 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4483                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4484 {
4485         struct page *page = NULL;
4486         struct address_space *mapping;
4487         pgoff_t pgoff;
4488
4489         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4490                 return NULL;
4491         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4492                 return NULL;
4493
4494         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4495         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4496
4497         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4498 #ifdef CONFIG_SWAP
4499         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4500         if (shmem_mapping(mapping)) {
4501                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4502                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4503                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4504                         if (do_swap_account)
4505                                 *entry = swp;
4506                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4507                 }
4508         } else
4509                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4510 #else
4511         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4512 #endif
4513         return page;
4514 }
4515
4516 /**
4517  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4518  * @page: the page
4519  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4520  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4521  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4522  *
4523  * The caller must confirm following.
4524  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4525  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4526  *
4527  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4528  * from old cgroup.
4529  */
4530 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4531                                    unsigned int nr_pages,
4532                                    struct mem_cgroup *from,
4533                                    struct mem_cgroup *to)
4534 {
4535         unsigned long flags;
4536         int ret;
4537         bool anon;
4538
4539         VM_BUG_ON(from == to);
4540         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4541         /*
4542          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4543          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4544          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4545          * hold it.
4546          */
4547         ret = -EBUSY;
4548         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4549                 goto out;
4550
4551         /*
4552          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4553          * of its source page while we change it: page migration takes
4554          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4555          */
4556         if (!trylock_page(page))
4557                 goto out;
4558
4559         ret = -EINVAL;
4560         if (page->mem_cgroup != from)
4561                 goto out_unlock;
4562
4563         anon = PageAnon(page);
4564
4565         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4566
4567         if (!anon && page_mapped(page)) {
4568                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4569                                nr_pages);
4570                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4571                                nr_pages);
4572         }
4573
4574         /*
4575          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4576          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4577          * So mapping should be stable for dirty pages.
4578          */
4579         if (!anon && PageDirty(page)) {
4580                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4581
4582                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4583                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4584                                        nr_pages);
4585                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4586                                        nr_pages);
4587                 }
4588         }
4589
4590         if (PageWriteback(page)) {
4591                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4592                                nr_pages);
4593                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4594                                nr_pages);
4595         }
4596
4597         /*
4598          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4599          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4600          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4601          */
4602
4603         /* caller should have done css_get */
4604         page->mem_cgroup = to;
4605         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4606
4607         ret = 0;
4608
4609         local_irq_disable();
4610         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4611         memcg_check_events(to, page);
4612         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4613         memcg_check_events(from, page);
4614         local_irq_enable();
4615 out_unlock:
4616         unlock_page(page);
4617 out:
4618         return ret;
4619 }
4620
4621 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4622                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4623 {
4624         struct page *page = NULL;
4625         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4626         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4627
4628         if (pte_present(ptent))
4629                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4630         else if (is_swap_pte(ptent))
4631                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4632         else if (pte_none(ptent))
4633                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4634
4635         if (!page && !ent.val)
4636                 return ret;
4637         if (page) {
4638                 /*
4639                  * Do only loose check w/o serialization.
4640                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4641                  * not under LRU exclusion.
4642                  */
4643                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4644                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4645                         if (target)
4646                                 target->page = page;
4647                 }
4648                 if (!ret || !target)
4649                         put_page(page);
4650         }
4651         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4652         if (ent.val && !ret &&
4653             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4654                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4655                 if (target)
4656                         target->ent = ent;
4657         }
4658         return ret;
4659 }
4660
4661 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4662 /*
4663  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4664  * support them for now.
4665  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4666  */
4667 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4668                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4669 {
4670         struct page *page = NULL;
4671         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4672
4673         page = pmd_page(pmd);
4674         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4675         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4676                 return ret;
4677         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4678                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4679                 if (target) {
4680                         get_page(page);
4681                         target->page = page;
4682                 }
4683         }
4684         return ret;
4685 }
4686 #else
4687 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4688                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4689 {
4690         return MC_TARGET_NONE;
4691 }
4692 #endif
4693
4694 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4695                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4696                                         struct mm_walk *walk)
4697 {
4698         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4699         pte_t *pte;
4700         spinlock_t *ptl;
4701
4702         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4703                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4704                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4705                 spin_unlock(ptl);
4706                 return 0;
4707         }
4708
4709         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4710                 return 0;
4711         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4712         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4713                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4714                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4715         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4716         cond_resched();
4717
4718         return 0;
4719 }
4720
4721 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4722 {
4723         unsigned long precharge;
4724
4725         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4726                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4727                 .mm = mm,
4728         };
4729         down_read(&mm->mmap_sem);
4730         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4731         up_read(&mm->mmap_sem);
4732
4733         precharge = mc.precharge;
4734         mc.precharge = 0;
4735
4736         return precharge;
4737 }
4738
4739 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4740 {
4741         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4742
4743         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4744         mc.moving_task = current;
4745         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4746 }
4747
4748 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4749 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4750 {
4751         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4752         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4753
4754         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4755         if (mc.precharge) {
4756                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4757                 mc.precharge = 0;
4758         }
4759         /*
4760          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4761          * we must uncharge here.
4762          */
4763         if (mc.moved_charge) {
4764                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4765                 mc.moved_charge = 0;
4766         }
4767         /* we must fixup refcnts and charges */
4768         if (mc.moved_swap) {
4769                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4770                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4771                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4772
4773                 /*
4774                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4775                  * should uncharge to->memory.
4776                  */
4777                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4778                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4779
4780                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4781
4782                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4783                 mc.moved_swap = 0;
4784         }
4785         memcg_oom_recover(from);
4786         memcg_oom_recover(to);
4787         wake_up_all(&mc.waitq);
4788 }
4789
4790 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4791 {
4792         /*
4793          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4794          * task migration.
4795          */
4796         mc.moving_task = NULL;
4797         __mem_cgroup_clear_mc();
4798         spin_lock(&mc.lock);
4799         mc.from = NULL;
4800         mc.to = NULL;
4801         spin_unlock(&mc.lock);
4802 }
4803
4804 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4805                                  struct cgroup_taskset *tset)
4806 {
4807         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4808         struct mem_cgroup *from;
4809         struct task_struct *p;
4810         struct mm_struct *mm;
4811         unsigned long move_flags;
4812         int ret = 0;
4813
4814         /*
4815          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4816          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4817          * So we need to save it, and keep it going.
4818          */
4819         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4820         if (!move_flags)
4821                 return 0;
4822
4823         p = cgroup_taskset_first(tset);
4824         from = mem_cgroup_from_task(p);
4825
4826         VM_BUG_ON(from == memcg);
4827
4828         mm = get_task_mm(p);
4829         if (!mm)
4830                 return 0;
4831         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4832         if (mm->owner == p) {
4833                 VM_BUG_ON(mc.from);
4834                 VM_BUG_ON(mc.to);
4835                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4836                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4837                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4838
4839                 spin_lock(&mc.lock);
4840                 mc.from = from;
4841                 mc.to = memcg;
4842                 mc.flags = move_flags;
4843                 spin_unlock(&mc.lock);
4844                 /* We set mc.moving_task later */
4845
4846                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4847                 if (ret)
4848                         mem_cgroup_clear_mc();
4849         }
4850         mmput(mm);
4851         return ret;
4852 }
4853
4854 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4855                                      struct cgroup_taskset *tset)
4856 {
4857         if (mc.to)
4858                 mem_cgroup_clear_mc();
4859 }
4860
4861 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4862                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4863                                 struct mm_walk *walk)
4864 {
4865         int ret = 0;
4866         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4867         pte_t *pte;
4868         spinlock_t *ptl;
4869         enum mc_target_type target_type;
4870         union mc_target target;
4871         struct page *page;
4872
4873         /*
4874          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4875          * happens because:
4876          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4877          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4878          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4879          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4880          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4881          *    part of thp split is not executed yet.
4882          */
4883         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4884                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4885                         spin_unlock(ptl);
4886                         return 0;
4887                 }
4888                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4889                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4890                         page = target.page;
4891                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4892                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4893                                                              mc.from, mc.to)) {
4894                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4895                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4896                                 }
4897                                 putback_lru_page(page);
4898                         }
4899                         put_page(page);
4900                 }
4901                 spin_unlock(ptl);
4902                 return 0;
4903         }
4904
4905         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4906                 return 0;
4907 retry:
4908         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4909         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4910                 pte_t ptent = *(pte++);
4911                 swp_entry_t ent;
4912
4913                 if (!mc.precharge)
4914                         break;
4915
4916                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4917                 case MC_TARGET_PAGE:
4918                         page = target.page;
4919                         if (isolate_lru_page(page))
4920                                 goto put;
4921                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4922                                 mc.precharge--;
4923                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4924                                 mc.moved_charge++;
4925                         }
4926                         putback_lru_page(page);
4927 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4928                         put_page(page);
4929                         break;
4930                 case MC_TARGET_SWAP:
4931                         ent = target.ent;
4932                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4933                                 mc.precharge--;
4934                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4935                                 mc.moved_swap++;
4936                         }
4937                         break;
4938                 default:
4939                         break;
4940                 }
4941         }
4942         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4943         cond_resched();
4944
4945         if (addr != end) {
4946                 /*
4947                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4948                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4949                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4950                  * phase.
4951                  */
4952                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4953                 if (!ret)
4954                         goto retry;
4955         }
4956
4957         return ret;
4958 }
4959
4960 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4961 {
4962         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4963                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4964                 .mm = mm,
4965         };
4966
4967         lru_add_drain_all();
4968         /*
4969          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4970          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4971          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
4972          */
4973         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4974         synchronize_rcu();
4975 retry:
4976         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
4977                 /*
4978                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4979                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4980                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4981                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4982                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4983                  */
4984                 __mem_cgroup_clear_mc();
4985                 cond_resched();
4986                 goto retry;
4987         }
4988         /*
4989          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4990          * additional charge, the page walk just aborts.
4991          */
4992         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4993         up_read(&mm->mmap_sem);
4994         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
4995 }
4996
4997 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
4998                                  struct cgroup_taskset *tset)
4999 {
5000         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5001         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5002
5003         if (mm) {
5004                 if (mc.to)
5005                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5006                 mmput(mm);
5007         }
5008         if (mc.to)
5009                 mem_cgroup_clear_mc();
5010 }
5011 #else   /* !CONFIG_MMU */
5012 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5013                                  struct cgroup_taskset *tset)
5014 {
5015         return 0;
5016 }
5017 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5018                                      struct cgroup_taskset *tset)
5019 {
5020 }
5021 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5022                                  struct cgroup_taskset *tset)
5023 {
5024 }
5025 #endif
5026
5027 /*
5028  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5029  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5030  * attempt.
5031  */
5032 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5033 {
5034         /*
5035          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5036          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5037          * on for the root memcg is enough.
5038          */
5039         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5040                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5041         else
5042                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5043 }
5044
5045 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5046                                struct cftype *cft)
5047 {
5048         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5049 }
5050
5051 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5052 {
5053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5054         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5055
5056         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5057                 seq_puts(m, "max\n");
5058         else
5059                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5060
5061         return 0;
5062 }
5063
5064 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5065                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5066 {
5067         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5068         unsigned long low;
5069         int err;
5070
5071         buf = strstrip(buf);
5072         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5073         if (err)
5074                 return err;
5075
5076         memcg->low = low;
5077
5078         return nbytes;
5079 }
5080
5081 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5082 {
5083         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5084         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5085
5086         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5087                 seq_puts(m, "max\n");
5088         else
5089                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5090
5091         return 0;
5092 }
5093
5094 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5095                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5096 {
5097         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5098         unsigned long high;
5099         int err;
5100
5101         buf = strstrip(buf);
5102         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5103         if (err)
5104                 return err;
5105
5106         memcg->high = high;
5107
5108         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5109         return nbytes;
5110 }
5111
5112 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5113 {
5114         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5115         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5116
5117         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5118                 seq_puts(m, "max\n");
5119         else
5120                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5121
5122         return 0;
5123 }
5124
5125 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5126                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5127 {
5128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5129         unsigned long max;
5130         int err;
5131
5132         buf = strstrip(buf);
5133         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5134         if (err)
5135                 return err;
5136
5137         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5138         if (err)
5139                 return err;
5140
5141         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5142         return nbytes;
5143 }
5144
5145 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5146 {
5147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5148
5149         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5150         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5151         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5152         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5153
5154         return 0;
5155 }
5156
5157 static struct cftype memory_files[] = {
5158         {
5159                 .name = "current",
5160                 .read_u64 = memory_current_read,
5161         },
5162         {
5163                 .name = "low",
5164                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5165                 .seq_show = memory_low_show,
5166                 .write = memory_low_write,
5167         },
5168         {
5169                 .name = "high",
5170                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5171                 .seq_show = memory_high_show,
5172                 .write = memory_high_write,
5173         },
5174         {
5175                 .name = "max",
5176                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5177                 .seq_show = memory_max_show,
5178                 .write = memory_max_write,
5179         },
5180         {
5181                 .name = "events",
5182                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5183                 .seq_show = memory_events_show,
5184         },
5185         { }     /* terminate */
5186 };
5187
5188 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5189         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5190         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5191         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5192         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5193         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5194         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5195         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5196         .attach = mem_cgroup_move_task,
5197         .bind = mem_cgroup_bind,
5198         .dfl_cftypes = memory_files,
5199         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5200         .early_init = 0,
5201 };
5202
5203 /**
5204  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5205  * @root: the highest ancestor to consider
5206  * @memcg: the memory cgroup to check
5207  *
5208  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5209  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5210  */
5211 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5212 {
5213         if (mem_cgroup_disabled())
5214                 return false;
5215
5216         /*
5217          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5218          * it's never low when looked at directly, and it is not
5219          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5220          */
5221
5222         if (memcg == root_mem_cgroup)
5223                 return false;
5224
5225         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5226                 return false;
5227
5228         while (memcg != root) {
5229                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5230
5231                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5232                         break;
5233
5234                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5235                         return false;
5236         }
5237         return true;
5238 }
5239
5240 /**
5241  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5242  * @page: page to charge
5243  * @mm: mm context of the victim
5244  * @gfp_mask: reclaim mode
5245  * @memcgp: charged memcg return
5246  *
5247  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5248  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5249  *
5250  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5251  * Otherwise, an error code is returned.
5252  *
5253  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5254  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5255  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5256  */
5257 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5258                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5259 {
5260         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5261         unsigned int nr_pages = 1;
5262         int ret = 0;
5263
5264         if (mem_cgroup_disabled())
5265                 goto out;
5266
5267         if (PageSwapCache(page)) {
5268                 /*
5269                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5270                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5271                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5272                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5273                  * in turn serializes uncharging.
5274                  */
5275                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5276                 if (page->mem_cgroup)
5277                         goto out;
5278
5279                 if (do_swap_account) {
5280                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5281                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5282
5283                         rcu_read_lock();
5284                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5285                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5286                                 memcg = NULL;
5287                         rcu_read_unlock();
5288                 }
5289         }
5290
5291         if (PageTransHuge(page)) {
5292                 nr_pages <<= compound_order(page);
5293                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5294         }
5295
5296         if (!memcg)
5297                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5298
5299         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5300
5301         css_put(&memcg->css);
5302 out:
5303         *memcgp = memcg;
5304         return ret;
5305 }
5306
5307 /**
5308  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5309  * @page: page to charge
5310  * @memcg: memcg to charge the page to
5311  * @lrucare: page might be on LRU already
5312  *
5313  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5314  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5315  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5316  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5317  *
5318  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5319  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5320  *
5321  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5322  */
5323 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5324                               bool lrucare)
5325 {
5326         unsigned int nr_pages = 1;
5327
5328         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5329         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5330
5331         if (mem_cgroup_disabled())
5332                 return;
5333         /*
5334          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5335          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5336          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5337          */
5338         if (!memcg)
5339                 return;
5340
5341         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5342
5343         if (PageTransHuge(page)) {
5344                 nr_pages <<= compound_order(page);
5345                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5346         }
5347
5348         local_irq_disable();
5349         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5350         memcg_check_events(memcg, page);
5351         local_irq_enable();
5352
5353         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5354                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5355                 /*
5356                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5357                  * let's not wait for it.  The page already received a
5358                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5359                  */
5360                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5361         }
5362 }
5363
5364 /**
5365  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5366  * @page: page to charge
5367  * @memcg: memcg to charge the page to
5368  *
5369  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5370  */
5371 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5372 {
5373         unsigned int nr_pages = 1;
5374
5375         if (mem_cgroup_disabled())
5376                 return;
5377         /*
5378          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5379          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5380          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5381          */
5382         if (!memcg)
5383                 return;
5384
5385         if (PageTransHuge(page)) {
5386                 nr_pages <<= compound_order(page);
5387                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5388         }
5389
5390         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5391 }
5392
5393 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5394                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5395                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5396 {
5397         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5398         unsigned long flags;
5399
5400         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5401                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5402                 if (do_swap_account)
5403                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5404                 memcg_oom_recover(memcg);
5405         }
5406
5407         local_irq_save(flags);
5408         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5409         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5410         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5411         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5412         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5413         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5414         local_irq_restore(flags);
5415
5416         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5417                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5418 }
5419
5420 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5421 {
5422         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5423         unsigned long nr_anon = 0;
5424         unsigned long nr_file = 0;
5425         unsigned long nr_huge = 0;
5426         unsigned long pgpgout = 0;
5427         struct list_head *next;
5428         struct page *page;
5429
5430         next = page_list->next;
5431         do {
5432                 unsigned int nr_pages = 1;
5433
5434                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5435                 next = page->lru.next;
5436
5437                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5438                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5439
5440                 if (!page->mem_cgroup)
5441                         continue;
5442
5443                 /*
5444                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5445                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5446                  * exclusive access to the page.
5447                  */
5448
5449                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5450                         if (memcg) {
5451                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5452                                                nr_huge, page);
5453                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5454                         }
5455                         memcg = page->mem_cgroup;
5456                 }
5457
5458                 if (PageTransHuge(page)) {
5459                         nr_pages <<= compound_order(page);
5460                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5461                         nr_huge += nr_pages;
5462                 }
5463
5464                 if (PageAnon(page))
5465                         nr_anon += nr_pages;
5466                 else
5467                         nr_file += nr_pages;
5468
5469                 page->mem_cgroup = NULL;
5470
5471                 pgpgout++;
5472         } while (next != page_list);
5473
5474         if (memcg)
5475                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5476                                nr_huge, page);
5477 }
5478
5479 /**
5480  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5481  * @page: page to uncharge
5482  *
5483  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5484  * mem_cgroup_commit_charge().
5485  */
5486 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5487 {
5488         if (mem_cgroup_disabled())
5489                 return;
5490
5491         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5492         if (!page->mem_cgroup)
5493                 return;
5494
5495         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5496         uncharge_list(&page->lru);
5497 }
5498
5499 /**
5500  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5501  * @page_list: list of pages to uncharge
5502  *
5503  * Uncharge a list of pages previously charged with
5504  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5505  */
5506 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5507 {
5508         if (mem_cgroup_disabled())
5509                 return;
5510
5511         if (!list_empty(page_list))
5512                 uncharge_list(page_list);
5513 }
5514
5515 /**
5516  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5517  * @oldpage: currently charged page
5518  * @newpage: page to transfer the charge to
5519  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5520  *
5521  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5522  *
5523  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5524  */
5525 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5526                         bool lrucare)
5527 {
5528         struct mem_cgroup *memcg;
5529         int isolated;
5530
5531         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5532         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5533         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5534         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5535         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5536         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5537                        newpage);
5538
5539         if (mem_cgroup_disabled())
5540                 return;
5541
5542         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5543         if (newpage->mem_cgroup)
5544                 return;
5545
5546         /*
5547          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5548          * charged, and migration from compaction can happen to an
5549          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5550          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5551          */
5552         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5553         if (!memcg)
5554                 return;
5555
5556         if (lrucare)
5557                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5558
5559         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5560
5561         if (lrucare)
5562                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5563
5564         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5565 }
5566
5567 /*
5568  * subsys_initcall() for memory controller.
5569  *
5570  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5571  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5572  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5573  * be initialized from here.
5574  */
5575 static int __init mem_cgroup_init(void)
5576 {
5577         int cpu, node;
5578
5579         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5580
5581         for_each_possible_cpu(cpu)
5582                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5583                           drain_local_stock);
5584
5585         for_each_node(node) {
5586                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5587                 int zone;
5588
5589                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5590                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5591
5592                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5593                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5594
5595                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5596                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5597                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5598                 }
5599                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5600         }
5601
5602         return 0;
5603 }
5604 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5605
5606 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5607 /**
5608  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5609  * @page: page whose memsw charge to transfer
5610  * @entry: swap entry to move the charge to
5611  *
5612  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5613  */
5614 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5615 {
5616         struct mem_cgroup *memcg;
5617         unsigned short oldid;
5618
5619         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5620         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5621
5622         if (!do_swap_account)
5623                 return;
5624
5625         memcg = page->mem_cgroup;
5626
5627         /* Readahead page, never charged */
5628         if (!memcg)
5629                 return;
5630
5631         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5632         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5633         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5634
5635         page->mem_cgroup = NULL;
5636
5637         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5638                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5639
5640         /*
5641          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5642          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5643          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5644          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5645          */
5646         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5647         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5648         memcg_check_events(memcg, page);
5649 }
5650
5651 /**
5652  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5653  * @entry: swap entry to uncharge
5654  *
5655  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5656  */
5657 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5658 {
5659         struct mem_cgroup *memcg;
5660         unsigned short id;
5661
5662         if (!do_swap_account)
5663                 return;
5664
5665         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5666         rcu_read_lock();
5667         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5668         if (memcg) {
5669                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5670                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5671                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5672                 css_put(&memcg->css);
5673         }
5674         rcu_read_unlock();
5675 }
5676
5677 /* for remember boot option*/
5678 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5679 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5680 #else
5681 static int really_do_swap_account __initdata;
5682 #endif
5683
5684 static int __init enable_swap_account(char *s)
5685 {
5686         if (!strcmp(s, "1"))
5687                 really_do_swap_account = 1;
5688         else if (!strcmp(s, "0"))
5689                 really_do_swap_account = 0;
5690         return 1;
5691 }
5692 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5693
5694 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5695         {
5696                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5697                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5698                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5699         },
5700         {
5701                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5702                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5703                 .write = mem_cgroup_reset,
5704                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5705         },
5706         {
5707                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5708                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5709                 .write = mem_cgroup_write,
5710                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5711         },
5712         {
5713                 .name = "memsw.failcnt",
5714                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5715                 .write = mem_cgroup_reset,
5716                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5717         },
5718         { },    /* terminate */
5719 };
5720
5721 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5722 {
5723         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5724                 do_swap_account = 1;
5725                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5726                                                   memsw_cgroup_files));
5727         }
5728         return 0;
5729 }
5730 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5731
5732 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */