memcg: simplify charging kmem pages
[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 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2219                       unsigned long nr_pages)
2220 {
2221         struct page_counter *counter;
2222         int ret = 0;
2223
2224         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2225         if (ret < 0)
2226                 return ret;
2227
2228         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2229         if (ret)
2230                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2231
2232         return ret;
2233 }
2234
2235 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2236 {
2237         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2238         if (do_swap_account)
2239                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2240
2241         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2242
2243         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2244 }
2245
2246 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2247 {
2248         int id, size;
2249         int err;
2250
2251         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2252                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2253         if (id < 0)
2254                 return id;
2255
2256         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2257                 return id;
2258
2259         /*
2260          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2261          * so we have to grow them.
2262          */
2263         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2264
2265         size = 2 * (id + 1);
2266         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2267                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2268         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2269                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2270
2271         err = memcg_update_all_caches(size);
2272         if (!err)
2273                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2274         if (!err)
2275                 memcg_nr_cache_ids = size;
2276
2277         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2278
2279         if (err) {
2280                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2281                 return err;
2282         }
2283         return id;
2284 }
2285
2286 static void memcg_free_cache_id(int id)
2287 {
2288         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2289 }
2290
2291 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2292         struct mem_cgroup *memcg;
2293         struct kmem_cache *cachep;
2294         struct work_struct work;
2295 };
2296
2297 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2298 {
2299         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2300                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2301         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2302         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2303
2304         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2305
2306         css_put(&memcg->css);
2307         kfree(cw);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2312  */
2313 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2314                                                struct kmem_cache *cachep)
2315 {
2316         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2317
2318         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2319         if (!cw)
2320                 return;
2321
2322         css_get(&memcg->css);
2323
2324         cw->memcg = memcg;
2325         cw->cachep = cachep;
2326         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2327
2328         schedule_work(&cw->work);
2329 }
2330
2331 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2332                                              struct kmem_cache *cachep)
2333 {
2334         /*
2335          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2336          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2337          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2338          *
2339          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2340          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2341          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2342          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2343          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2344          */
2345         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2346         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2347         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2352  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2353  *
2354  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2355  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2356  * in a workqueue.
2357  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2358  * the original cache.
2359  *
2360  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2361  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2362  */
2363 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2364 {
2365         struct mem_cgroup *memcg;
2366         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2367         int kmemcg_id;
2368
2369         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2370
2371         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2372                 return cachep;
2373
2374         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2375         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2376         if (kmemcg_id < 0)
2377                 goto out;
2378
2379         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2380         if (likely(memcg_cachep))
2381                 return memcg_cachep;
2382
2383         /*
2384          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2385          * context), we could be be predictable and return right away.
2386          * This would guarantee that the allocation being performed
2387          * already belongs in the new cache.
2388          *
2389          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2390          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2391          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2392          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2393          * defer everything.
2394          */
2395         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2396 out:
2397         css_put(&memcg->css);
2398         return cachep;
2399 }
2400
2401 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2402 {
2403         if (!is_root_cache(cachep))
2404                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2405 }
2406
2407 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2408 {
2409         struct mem_cgroup *memcg;
2410         int ret;
2411
2412         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2413
2414         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2415                 css_put(&memcg->css);
2416                 return 0;
2417         }
2418
2419         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2420
2421         css_put(&memcg->css);
2422         page->mem_cgroup = memcg;
2423         return ret;
2424 }
2425
2426 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2427 {
2428         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2429
2430         if (!memcg)
2431                 return;
2432
2433         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2434
2435         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2436         page->mem_cgroup = NULL;
2437 }
2438
2439 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2440 {
2441         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2442         struct kmem_cache *cachep;
2443         struct page *page;
2444
2445         page = virt_to_head_page(ptr);
2446         if (PageSlab(page)) {
2447                 cachep = page->slab_cache;
2448                 if (!is_root_cache(cachep))
2449                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2450         } else
2451                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2452                 memcg = page->mem_cgroup;
2453
2454         return memcg;
2455 }
2456 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2457
2458 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2459
2460 /*
2461  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2462  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2463  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2464  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2465  */
2466 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2467 {
2468         int i;
2469
2470         if (mem_cgroup_disabled())
2471                 return;
2472
2473         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2474                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2475
2476         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2477                        HPAGE_PMD_NR);
2478 }
2479 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2480
2481 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2482 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2483                                          bool charge)
2484 {
2485         int val = (charge) ? 1 : -1;
2486         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2487 }
2488
2489 /**
2490  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2491  * @entry: swap entry to be moved
2492  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2493  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2494  *
2495  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2496  * as the mem_cgroup's id of @from.
2497  *
2498  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2499  *
2500  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2501  * both res and memsw, and called css_get().
2502  */
2503 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2504                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2505 {
2506         unsigned short old_id, new_id;
2507
2508         old_id = mem_cgroup_id(from);
2509         new_id = mem_cgroup_id(to);
2510
2511         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2512                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2513                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2514                 return 0;
2515         }
2516         return -EINVAL;
2517 }
2518 #else
2519 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2520                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2521 {
2522         return -EINVAL;
2523 }
2524 #endif
2525
2526 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2527
2528 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2529                                    unsigned long limit)
2530 {
2531         unsigned long curusage;
2532         unsigned long oldusage;
2533         bool enlarge = false;
2534         int retry_count;
2535         int ret;
2536
2537         /*
2538          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2539          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2540          * of # of children which we should visit in this loop.
2541          */
2542         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2543                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2544
2545         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2546
2547         do {
2548                 if (signal_pending(current)) {
2549                         ret = -EINTR;
2550                         break;
2551                 }
2552
2553                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2554                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2555                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2556                         ret = -EINVAL;
2557                         break;
2558                 }
2559                 if (limit > memcg->memory.limit)
2560                         enlarge = true;
2561                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2562                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2563
2564                 if (!ret)
2565                         break;
2566
2567                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2568
2569                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2570                 /* Usage is reduced ? */
2571                 if (curusage >= oldusage)
2572                         retry_count--;
2573                 else
2574                         oldusage = curusage;
2575         } while (retry_count);
2576
2577         if (!ret && enlarge)
2578                 memcg_oom_recover(memcg);
2579
2580         return ret;
2581 }
2582
2583 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2584                                          unsigned long limit)
2585 {
2586         unsigned long curusage;
2587         unsigned long oldusage;
2588         bool enlarge = false;
2589         int retry_count;
2590         int ret;
2591
2592         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2593         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2594                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2595
2596         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2597
2598         do {
2599                 if (signal_pending(current)) {
2600                         ret = -EINTR;
2601                         break;
2602                 }
2603
2604                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2605                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2606                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2607                         ret = -EINVAL;
2608                         break;
2609                 }
2610                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2611                         enlarge = true;
2612                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2613                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2614
2615                 if (!ret)
2616                         break;
2617
2618                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2619
2620                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2621                 /* Usage is reduced ? */
2622                 if (curusage >= oldusage)
2623                         retry_count--;
2624                 else
2625                         oldusage = curusage;
2626         } while (retry_count);
2627
2628         if (!ret && enlarge)
2629                 memcg_oom_recover(memcg);
2630
2631         return ret;
2632 }
2633
2634 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2635                                             gfp_t gfp_mask,
2636                                             unsigned long *total_scanned)
2637 {
2638         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2639         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2640         unsigned long reclaimed;
2641         int loop = 0;
2642         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2643         unsigned long excess;
2644         unsigned long nr_scanned;
2645
2646         if (order > 0)
2647                 return 0;
2648
2649         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2650         /*
2651          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2652          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2653          * pressure
2654          */
2655         do {
2656                 if (next_mz)
2657                         mz = next_mz;
2658                 else
2659                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2660                 if (!mz)
2661                         break;
2662
2663                 nr_scanned = 0;
2664                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2665                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2666                 nr_reclaimed += reclaimed;
2667                 *total_scanned += nr_scanned;
2668                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2669                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2670
2671                 /*
2672                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2673                  * it is time to move on to the next cgroup
2674                  */
2675                 next_mz = NULL;
2676                 if (!reclaimed)
2677                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2678
2679                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2680                 /*
2681                  * One school of thought says that we should not add
2682                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2683                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2684                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2685                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2686                  * term TODO.
2687                  */
2688                 /* If excess == 0, no tree ops */
2689                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2690                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2691                 css_put(&mz->memcg->css);
2692                 loop++;
2693                 /*
2694                  * Could not reclaim anything and there are no more
2695                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2696                  * reclaiming anything.
2697                  */
2698                 if (!nr_reclaimed &&
2699                         (next_mz == NULL ||
2700                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2701                         break;
2702         } while (!nr_reclaimed);
2703         if (next_mz)
2704                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2705         return nr_reclaimed;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2710  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2711  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2712  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2713  */
2714 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2715 {
2716         bool ret;
2717
2718         /*
2719          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2720          * it prevents a new child from being initialized based on this
2721          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2722          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2723          */
2724         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2725
2726         rcu_read_lock();
2727         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2728         rcu_read_unlock();
2729         return ret;
2730 }
2731
2732 /*
2733  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2734  * the rest to the parent.
2735  *
2736  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2737  */
2738 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2739 {
2740         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2741
2742         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2743         lru_add_drain_all();
2744         /* try to free all pages in this cgroup */
2745         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2746                 int progress;
2747
2748                 if (signal_pending(current))
2749                         return -EINTR;
2750
2751                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2752                                                         GFP_KERNEL, true);
2753                 if (!progress) {
2754                         nr_retries--;
2755                         /* maybe some writeback is necessary */
2756                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2757                 }
2758
2759         }
2760
2761         return 0;
2762 }
2763
2764 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2765                                             char *buf, size_t nbytes,
2766                                             loff_t off)
2767 {
2768         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2769
2770         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2771                 return -EINVAL;
2772         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2773 }
2774
2775 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2776                                      struct cftype *cft)
2777 {
2778         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2779 }
2780
2781 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2782                                       struct cftype *cft, u64 val)
2783 {
2784         int retval = 0;
2785         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2786         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2787
2788         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2789
2790         if (memcg->use_hierarchy == val)
2791                 goto out;
2792
2793         /*
2794          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2795          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2796          * occur, provided the current cgroup has no children.
2797          *
2798          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2799          * set if there are no children.
2800          */
2801         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2802                                 (val == 1 || val == 0)) {
2803                 if (!memcg_has_children(memcg))
2804                         memcg->use_hierarchy = val;
2805                 else
2806                         retval = -EBUSY;
2807         } else
2808                 retval = -EINVAL;
2809
2810 out:
2811         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2812
2813         return retval;
2814 }
2815
2816 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2817                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2818 {
2819         struct mem_cgroup *iter;
2820         unsigned long val = 0;
2821
2822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2823                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2824
2825         return val;
2826 }
2827
2828 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2829 {
2830         u64 val;
2831
2832         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2833                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2834                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2835                 if (swap)
2836                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2837         } else {
2838                 if (!swap)
2839                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2840                 else
2841                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2842         }
2843         return val << PAGE_SHIFT;
2844 }
2845
2846 enum {
2847         RES_USAGE,
2848         RES_LIMIT,
2849         RES_MAX_USAGE,
2850         RES_FAILCNT,
2851         RES_SOFT_LIMIT,
2852 };
2853
2854 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2855                                struct cftype *cft)
2856 {
2857         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2858         struct page_counter *counter;
2859
2860         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2861         case _MEM:
2862                 counter = &memcg->memory;
2863                 break;
2864         case _MEMSWAP:
2865                 counter = &memcg->memsw;
2866                 break;
2867         case _KMEM:
2868                 counter = &memcg->kmem;
2869                 break;
2870         default:
2871                 BUG();
2872         }
2873
2874         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2875         case RES_USAGE:
2876                 if (counter == &memcg->memory)
2877                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
2878                 if (counter == &memcg->memsw)
2879                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
2880                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2881         case RES_LIMIT:
2882                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2883         case RES_MAX_USAGE:
2884                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2885         case RES_FAILCNT:
2886                 return counter->failcnt;
2887         case RES_SOFT_LIMIT:
2888                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2889         default:
2890                 BUG();
2891         }
2892 }
2893
2894 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2895 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2896                                unsigned long nr_pages)
2897 {
2898         int err = 0;
2899         int memcg_id;
2900
2901         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2902         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2903         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2904
2905         /*
2906          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2907          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2908          * already joined.
2909          *
2910          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2911          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2912          * place, which makes the value quite meaningless.
2913          *
2914          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2915          * of course permitted.
2916          */
2917         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2918         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
2919             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2920                 err = -EBUSY;
2921         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2922         if (err)
2923                 goto out;
2924
2925         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2926         if (memcg_id < 0) {
2927                 err = memcg_id;
2928                 goto out;
2929         }
2930
2931         /*
2932          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2933          * activated yet, so this should succeed.
2934          */
2935         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2936         VM_BUG_ON(err);
2937
2938         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2939         /*
2940          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2941          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2942          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2943          * patched.
2944          */
2945         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2946         memcg->kmem_acct_activated = true;
2947         memcg->kmem_acct_active = true;
2948 out:
2949         return err;
2950 }
2951
2952 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2953                                    unsigned long limit)
2954 {
2955         int ret;
2956
2957         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2958         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2959                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2960         else
2961                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2962         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2963         return ret;
2964 }
2965
2966 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2967 {
2968         int ret = 0;
2969         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2970
2971         if (!parent)
2972                 return 0;
2973
2974         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2975         /*
2976          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2977          * after this point, because it has at least one child already.
2978          */
2979         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2980                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2981         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2982         return ret;
2983 }
2984 #else
2985 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2986                                    unsigned long limit)
2987 {
2988         return -EINVAL;
2989 }
2990 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2991
2992 /*
2993  * The user of this function is...
2994  * RES_LIMIT.
2995  */
2996 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2997                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2998 {
2999         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3000         unsigned long nr_pages;
3001         int ret;
3002
3003         buf = strstrip(buf);
3004         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3005         if (ret)
3006                 return ret;
3007
3008         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3009         case RES_LIMIT:
3010                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3011                         ret = -EINVAL;
3012                         break;
3013                 }
3014                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3015                 case _MEM:
3016                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3017                         break;
3018                 case _MEMSWAP:
3019                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3020                         break;
3021                 case _KMEM:
3022                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3023                         break;
3024                 }
3025                 break;
3026         case RES_SOFT_LIMIT:
3027                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3028                 ret = 0;
3029                 break;
3030         }
3031         return ret ?: nbytes;
3032 }
3033
3034 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3035                                 size_t nbytes, loff_t off)
3036 {
3037         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3038         struct page_counter *counter;
3039
3040         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3041         case _MEM:
3042                 counter = &memcg->memory;
3043                 break;
3044         case _MEMSWAP:
3045                 counter = &memcg->memsw;
3046                 break;
3047         case _KMEM:
3048                 counter = &memcg->kmem;
3049                 break;
3050         default:
3051                 BUG();
3052         }
3053
3054         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3055         case RES_MAX_USAGE:
3056                 page_counter_reset_watermark(counter);
3057                 break;
3058         case RES_FAILCNT:
3059                 counter->failcnt = 0;
3060                 break;
3061         default:
3062                 BUG();
3063         }
3064
3065         return nbytes;
3066 }
3067
3068 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3069                                         struct cftype *cft)
3070 {
3071         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3072 }
3073
3074 #ifdef CONFIG_MMU
3075 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3076                                         struct cftype *cft, u64 val)
3077 {
3078         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3079
3080         if (val & ~MOVE_MASK)
3081                 return -EINVAL;
3082
3083         /*
3084          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3085          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3086          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3087          * affect task migrations starting after the change.
3088          */
3089         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3090         return 0;
3091 }
3092 #else
3093 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3094                                         struct cftype *cft, u64 val)
3095 {
3096         return -ENOSYS;
3097 }
3098 #endif
3099
3100 #ifdef CONFIG_NUMA
3101 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3102 {
3103         struct numa_stat {
3104                 const char *name;
3105                 unsigned int lru_mask;
3106         };
3107
3108         static const struct numa_stat stats[] = {
3109                 { "total", LRU_ALL },
3110                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3111                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3112                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3113         };
3114         const struct numa_stat *stat;
3115         int nid;
3116         unsigned long nr;
3117         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3118
3119         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3120                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3121                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3122                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3123                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3124                                                           stat->lru_mask);
3125                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3126                 }
3127                 seq_putc(m, '\n');
3128         }
3129
3130         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3131                 struct mem_cgroup *iter;
3132
3133                 nr = 0;
3134                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3135                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3136                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3137                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3138                         nr = 0;
3139                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3140                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3141                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3142                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3143                 }
3144                 seq_putc(m, '\n');
3145         }
3146
3147         return 0;
3148 }
3149 #endif /* CONFIG_NUMA */
3150
3151 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3152 {
3153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3154         unsigned long memory, memsw;
3155         struct mem_cgroup *mi;
3156         unsigned int i;
3157
3158         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3159                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3160         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3161                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3162         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3163
3164         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3165                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3166                         continue;
3167                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3168                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3169         }
3170
3171         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3172                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3173                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3174
3175         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3176                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3177                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3178
3179         /* Hierarchical information */
3180         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3181         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3182                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3183                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3184         }
3185         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3186                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3187         if (do_swap_account)
3188                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3189                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3190
3191         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3192                 unsigned long long val = 0;
3193
3194                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3195                         continue;
3196                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3197                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3198                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3199         }
3200
3201         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3202                 unsigned long long val = 0;
3203
3204                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3205                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3206                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3207                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3208         }
3209
3210         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3211                 unsigned long long val = 0;
3212
3213                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3214                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3215                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3216         }
3217
3218 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3219         {
3220                 int nid, zid;
3221                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3222                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3223                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3224                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3225
3226                 for_each_online_node(nid)
3227                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3228                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3229                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3230
3231                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3232                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3233                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3234                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3235                         }
3236                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3237                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3238                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3239                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3240         }
3241 #endif
3242
3243         return 0;
3244 }
3245
3246 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3247                                       struct cftype *cft)
3248 {
3249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3250
3251         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3252 }
3253
3254 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3255                                        struct cftype *cft, u64 val)
3256 {
3257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3258
3259         if (val > 100)
3260                 return -EINVAL;
3261
3262         if (css->parent)
3263                 memcg->swappiness = val;
3264         else
3265                 vm_swappiness = val;
3266
3267         return 0;
3268 }
3269
3270 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3271 {
3272         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3273         unsigned long usage;
3274         int i;
3275
3276         rcu_read_lock();
3277         if (!swap)
3278                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3279         else
3280                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3281
3282         if (!t)
3283                 goto unlock;
3284
3285         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3286
3287         /*
3288          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3289          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3290          * call of __mem_cgroup_threshold().
3291          */
3292         i = t->current_threshold;
3293
3294         /*
3295          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3296          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3297          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3298          * only one element of the array here.
3299          */
3300         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3301                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3302
3303         /* i = current_threshold + 1 */
3304         i++;
3305
3306         /*
3307          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3308          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3309          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3310          * only one element of the array here.
3311          */
3312         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3313                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3314
3315         /* Update current_threshold */
3316         t->current_threshold = i - 1;
3317 unlock:
3318         rcu_read_unlock();
3319 }
3320
3321 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3322 {
3323         while (memcg) {
3324                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3325                 if (do_swap_account)
3326                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3327
3328                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3329         }
3330 }
3331
3332 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3333 {
3334         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3335         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3336
3337         if (_a->threshold > _b->threshold)
3338                 return 1;
3339
3340         if (_a->threshold < _b->threshold)
3341                 return -1;
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3347 {
3348         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3349
3350         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3351
3352         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3353                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3354
3355         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3356         return 0;
3357 }
3358
3359 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3360 {
3361         struct mem_cgroup *iter;
3362
3363         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3364                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3365 }
3366
3367 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3368         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3369 {
3370         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3371         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3372         unsigned long threshold;
3373         unsigned long usage;
3374         int i, size, ret;
3375
3376         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3377         if (ret)
3378                 return ret;
3379         threshold <<= PAGE_SHIFT;
3380
3381         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3382
3383         if (type == _MEM) {
3384                 thresholds = &memcg->thresholds;
3385                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3386         } else if (type == _MEMSWAP) {
3387                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3388                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3389         } else
3390                 BUG();
3391
3392         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3393         if (thresholds->primary)
3394                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3395
3396         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3397
3398         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3399         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3400                         GFP_KERNEL);
3401         if (!new) {
3402                 ret = -ENOMEM;
3403                 goto unlock;
3404         }
3405         new->size = size;
3406
3407         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3408         if (thresholds->primary) {
3409                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3410                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3411         }
3412
3413         /* Add new threshold */
3414         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3415         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3416
3417         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3418         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3419                         compare_thresholds, NULL);
3420
3421         /* Find current threshold */
3422         new->current_threshold = -1;
3423         for (i = 0; i < size; i++) {
3424                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3425                         /*
3426                          * new->current_threshold will not be used until
3427                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3428                          * it here.
3429                          */
3430                         ++new->current_threshold;
3431                 } else
3432                         break;
3433         }
3434
3435         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3436         kfree(thresholds->spare);
3437         thresholds->spare = thresholds->primary;
3438
3439         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3440
3441         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3442         synchronize_rcu();
3443
3444 unlock:
3445         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3446
3447         return ret;
3448 }
3449
3450 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3451         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3452 {
3453         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3454 }
3455
3456 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3457         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3458 {
3459         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3460 }
3461
3462 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3463         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3464 {
3465         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3466         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3467         unsigned long usage;
3468         int i, j, size;
3469
3470         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3471
3472         if (type == _MEM) {
3473                 thresholds = &memcg->thresholds;
3474                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3475         } else if (type == _MEMSWAP) {
3476                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3477                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3478         } else
3479                 BUG();
3480
3481         if (!thresholds->primary)
3482                 goto unlock;
3483
3484         /* Check if a threshold crossed before removing */
3485         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3486
3487         /* Calculate new number of threshold */
3488         size = 0;
3489         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3490                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3491                         size++;
3492         }
3493
3494         new = thresholds->spare;
3495
3496         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3497         if (!size) {
3498                 kfree(new);
3499                 new = NULL;
3500                 goto swap_buffers;
3501         }
3502
3503         new->size = size;
3504
3505         /* Copy thresholds and find current threshold */
3506         new->current_threshold = -1;
3507         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3508                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3509                         continue;
3510
3511                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3512                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3513                         /*
3514                          * new->current_threshold will not be used
3515                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3516                          * it here.
3517                          */
3518                         ++new->current_threshold;
3519                 }
3520                 j++;
3521         }
3522
3523 swap_buffers:
3524         /* Swap primary and spare array */
3525         thresholds->spare = thresholds->primary;
3526         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3527         if (!new) {
3528                 kfree(thresholds->spare);
3529                 thresholds->spare = NULL;
3530         }
3531
3532         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3533
3534         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3535         synchronize_rcu();
3536 unlock:
3537         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3538 }
3539
3540 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3541         struct eventfd_ctx *eventfd)
3542 {
3543         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3544 }
3545
3546 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3547         struct eventfd_ctx *eventfd)
3548 {
3549         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3550 }
3551
3552 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3553         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3554 {
3555         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3556
3557         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3558         if (!event)
3559                 return -ENOMEM;
3560
3561         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3562
3563         event->eventfd = eventfd;
3564         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3565
3566         /* already in OOM ? */
3567         if (memcg->under_oom)
3568                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3569         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3570
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3575         struct eventfd_ctx *eventfd)
3576 {
3577         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3578
3579         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3580
3581         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3582                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3583                         list_del(&ev->list);
3584                         kfree(ev);
3585                 }
3586         }
3587
3588         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3589 }
3590
3591 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3592 {
3593         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3594
3595         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3596         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3597         return 0;
3598 }
3599
3600 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3601         struct cftype *cft, u64 val)
3602 {
3603         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3604
3605         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3606         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3607                 return -EINVAL;
3608
3609         memcg->oom_kill_disable = val;
3610         if (!val)
3611                 memcg_oom_recover(memcg);
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3617 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3618 {
3619         int ret;
3620
3621         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3622         if (ret)
3623                 return ret;
3624
3625         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3626 }
3627
3628 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3629 {
3630         struct cgroup_subsys_state *css;
3631         struct mem_cgroup *parent, *child;
3632         int kmemcg_id;
3633
3634         if (!memcg->kmem_acct_active)
3635                 return;
3636
3637         /*
3638          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3639          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3640          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3641          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3642          */
3643         memcg->kmem_acct_active = false;
3644
3645         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3646
3647         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3648         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3649
3650         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3651         if (!parent)
3652                 parent = root_mem_cgroup;
3653
3654         /*
3655          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3656          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3657          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3658          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3659          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3660          * memcg_drain_all_list_lrus().
3661          */
3662         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3663                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3664                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3665                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3666                 if (!memcg->use_hierarchy)
3667                         break;
3668         }
3669         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3670
3671         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3672 }
3673
3674 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3675 {
3676         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3677                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3678                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3679                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3680         }
3681         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3682 }
3683 #else
3684 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3685 {
3686         return 0;
3687 }
3688
3689 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3690 {
3691 }
3692
3693 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3694 {
3695 }
3696 #endif
3697
3698 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3699
3700 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3701 {
3702         return &memcg->cgwb_list;
3703 }
3704
3705 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3706 {
3707         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3708 }
3709
3710 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3713 }
3714
3715 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3716 {
3717         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3718 }
3719
3720 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3721 {
3722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3723
3724         if (!memcg->css.parent)
3725                 return NULL;
3726
3727         return &memcg->cgwb_domain;
3728 }
3729
3730 /**
3731  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3732  * @wb: bdi_writeback in question
3733  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3734  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3735  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3736  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3737  *
3738  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3739  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3740  * is a bit more involved.
3741  *
3742  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3743  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3744  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3745  * available memory in the system.  The caller should further cap
3746  * *@pheadroom accordingly.
3747  */
3748 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3749                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3750                          unsigned long *pwriteback)
3751 {
3752         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3753         struct mem_cgroup *parent;
3754
3755         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3756
3757         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3758         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3759         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3760                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3761         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3762
3763         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3764                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3765                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3766
3767                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3768                 memcg = parent;
3769         }
3770 }
3771
3772 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3773
3774 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3775 {
3776         return 0;
3777 }
3778
3779 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3780 {
3781 }
3782
3783 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3784 {
3785 }
3786
3787 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3788
3789 /*
3790  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3791  *
3792  * "cgroup.event_control" implementation.
3793  *
3794  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3795  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3796  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3797  *
3798  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3799  * possible.
3800  */
3801
3802 /*
3803  * Unregister event and free resources.
3804  *
3805  * Gets called from workqueue.
3806  */
3807 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3808 {
3809         struct mem_cgroup_event *event =
3810                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3811         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3812
3813         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3814
3815         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3816
3817         /* Notify userspace the event is going away. */
3818         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3819
3820         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3821         kfree(event);
3822         css_put(&memcg->css);
3823 }
3824
3825 /*
3826  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3827  *
3828  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3829  */
3830 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3831                             int sync, void *key)
3832 {
3833         struct mem_cgroup_event *event =
3834                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3835         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3836         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3837
3838         if (flags & POLLHUP) {
3839                 /*
3840                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3841                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3842                  * for us.
3843                  *
3844                  * We can't race against event freeing since the other
3845                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3846                  * which we hold.
3847                  */
3848                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3849                 if (!list_empty(&event->list)) {
3850                         list_del_init(&event->list);
3851                         /*
3852                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3853                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3854                          */
3855                         schedule_work(&event->remove);
3856                 }
3857                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3858         }
3859
3860         return 0;
3861 }
3862
3863 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3864                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3865 {
3866         struct mem_cgroup_event *event =
3867                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3868
3869         event->wqh = wqh;
3870         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3871 }
3872
3873 /*
3874  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3875  *
3876  * Parse input and register new cgroup event handler.
3877  *
3878  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3879  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3880  */
3881 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3882                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3883 {
3884         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3886         struct mem_cgroup_event *event;
3887         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3888         unsigned int efd, cfd;
3889         struct fd efile;
3890         struct fd cfile;
3891         const char *name;
3892         char *endp;
3893         int ret;
3894
3895         buf = strstrip(buf);
3896
3897         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3898         if (*endp != ' ')
3899                 return -EINVAL;
3900         buf = endp + 1;
3901
3902         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3903         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3904                 return -EINVAL;
3905         buf = endp + 1;
3906
3907         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3908         if (!event)
3909                 return -ENOMEM;
3910
3911         event->memcg = memcg;
3912         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3913         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3914         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3915         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3916
3917         efile = fdget(efd);
3918         if (!efile.file) {
3919                 ret = -EBADF;
3920                 goto out_kfree;
3921         }
3922
3923         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3924         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3925                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3926                 goto out_put_efile;
3927         }
3928
3929         cfile = fdget(cfd);
3930         if (!cfile.file) {
3931                 ret = -EBADF;
3932                 goto out_put_eventfd;
3933         }
3934
3935         /* the process need read permission on control file */
3936         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3937         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3938         if (ret < 0)
3939                 goto out_put_cfile;
3940
3941         /*
3942          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3943          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3944          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3945          * is for compatibility anyway.
3946          *
3947          * DO NOT ADD NEW FILES.
3948          */
3949         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3950
3951         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3952                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3953                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3954         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3955                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3956                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3957         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3958                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3959                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3960         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3961                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3962                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3963         } else {
3964                 ret = -EINVAL;
3965                 goto out_put_cfile;
3966         }
3967
3968         /*
3969          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3970          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3971          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3972          */
3973         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3974                                                &memory_cgrp_subsys);
3975         ret = -EINVAL;
3976         if (IS_ERR(cfile_css))
3977                 goto out_put_cfile;
3978         if (cfile_css != css) {
3979                 css_put(cfile_css);
3980                 goto out_put_cfile;
3981         }
3982
3983         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3984         if (ret)
3985                 goto out_put_css;
3986
3987         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3988
3989         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3990         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3991         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3992
3993         fdput(cfile);
3994         fdput(efile);
3995
3996         return nbytes;
3997
3998 out_put_css:
3999         css_put(css);
4000 out_put_cfile:
4001         fdput(cfile);
4002 out_put_eventfd:
4003         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4004 out_put_efile:
4005         fdput(efile);
4006 out_kfree:
4007         kfree(event);
4008
4009         return ret;
4010 }
4011
4012 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4013         {
4014                 .name = "usage_in_bytes",
4015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4017         },
4018         {
4019                 .name = "max_usage_in_bytes",
4020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4021                 .write = mem_cgroup_reset,
4022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4023         },
4024         {
4025                 .name = "limit_in_bytes",
4026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4027                 .write = mem_cgroup_write,
4028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4029         },
4030         {
4031                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4033                 .write = mem_cgroup_write,
4034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4035         },
4036         {
4037                 .name = "failcnt",
4038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4039                 .write = mem_cgroup_reset,
4040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4041         },
4042         {
4043                 .name = "stat",
4044                 .seq_show = memcg_stat_show,
4045         },
4046         {
4047                 .name = "force_empty",
4048                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4049         },
4050         {
4051                 .name = "use_hierarchy",
4052                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4057                 .write = memcg_write_event_control,
4058                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4059                 .mode = S_IWUGO,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "swappiness",
4063                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4064                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4068                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4069                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4070         },
4071         {
4072                 .name = "oom_control",
4073                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4074                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4075                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4076         },
4077         {
4078                 .name = "pressure_level",
4079         },
4080 #ifdef CONFIG_NUMA
4081         {
4082                 .name = "numa_stat",
4083                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4084         },
4085 #endif
4086 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4087         {
4088                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4090                 .write = mem_cgroup_write,
4091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4092         },
4093         {
4094                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4096                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4097         },
4098         {
4099                 .name = "kmem.failcnt",
4100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4101                 .write = mem_cgroup_reset,
4102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4103         },
4104         {
4105                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4107                 .write = mem_cgroup_reset,
4108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4109         },
4110 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4111         {
4112                 .name = "kmem.slabinfo",
4113                 .seq_start = slab_start,
4114                 .seq_next = slab_next,
4115                 .seq_stop = slab_stop,
4116                 .seq_show = memcg_slab_show,
4117         },
4118 #endif
4119 #endif
4120         { },    /* terminate */
4121 };
4122
4123 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4124 {
4125         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4126         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4127         int zone, tmp = node;
4128         /*
4129          * This routine is called against possible nodes.
4130          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4131          *
4132          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4133          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4134          *       function.
4135          */
4136         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4137                 tmp = -1;
4138         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4139         if (!pn)
4140                 return 1;
4141
4142         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4143                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4144                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4145                 mz->usage_in_excess = 0;
4146                 mz->on_tree = false;
4147                 mz->memcg = memcg;
4148         }
4149         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4150         return 0;
4151 }
4152
4153 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4154 {
4155         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4156 }
4157
4158 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4159 {
4160         struct mem_cgroup *memcg;
4161         size_t size;
4162
4163         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4164         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4165
4166         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4167         if (!memcg)
4168                 return NULL;
4169
4170         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4171         if (!memcg->stat)
4172                 goto out_free;
4173
4174         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4175                 goto out_free_stat;
4176
4177         return memcg;
4178
4179 out_free_stat:
4180         free_percpu(memcg->stat);
4181 out_free:
4182         kfree(memcg);
4183         return NULL;
4184 }
4185
4186 /*
4187  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4188  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4189  *
4190  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4191  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4192  * it goes down to 0.
4193  *
4194  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4195  */
4196
4197 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4198 {
4199         int node;
4200
4201         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4202
4203         for_each_node(node)
4204                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4205
4206         free_percpu(memcg->stat);
4207         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4208         kfree(memcg);
4209 }
4210
4211 /*
4212  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4213  */
4214 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4215 {
4216         if (!memcg->memory.parent)
4217                 return NULL;
4218         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4219 }
4220 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4221
4222 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4223 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4224 {
4225         struct mem_cgroup *memcg;
4226         long error = -ENOMEM;
4227         int node;
4228
4229         memcg = mem_cgroup_alloc();
4230         if (!memcg)
4231                 return ERR_PTR(error);
4232
4233         for_each_node(node)
4234                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4235                         goto free_out;
4236
4237         /* root ? */
4238         if (parent_css == NULL) {
4239                 root_mem_cgroup = memcg;
4240                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4241                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4242                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4243                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4244                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4245                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4246         }
4247
4248         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4249         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4250         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4251         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4252         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4253         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4254         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4255         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4257         memcg->kmemcg_id = -1;
4258 #endif
4259 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4260         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4261 #endif
4262         return &memcg->css;
4263
4264 free_out:
4265         __mem_cgroup_free(memcg);
4266         return ERR_PTR(error);
4267 }
4268
4269 static int
4270 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4271 {
4272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4273         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4274         int ret;
4275
4276         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4277                 return -ENOSPC;
4278
4279         if (!parent)
4280                 return 0;
4281
4282         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4283
4284         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4285         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4286         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4287
4288         if (parent->use_hierarchy) {
4289                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4290                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4291                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4292                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4293                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4294
4295                 /*
4296                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4297                  * core guarantees its existence.
4298                  */
4299         } else {
4300                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4301                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4302                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4303                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4304                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4305                 /*
4306                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4307                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4308                  * unfortunate state in our controller.
4309                  */
4310                 if (parent != root_mem_cgroup)
4311                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4312         }
4313         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4314
4315         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4316         if (ret)
4317                 return ret;
4318
4319         /*
4320          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4321          * orders reading memcg->initialized against its callers
4322          * reading the memcg members.
4323          */
4324         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4325
4326         return 0;
4327 }
4328
4329 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4330 {
4331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4332         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4333
4334         /*
4335          * Unregister events and notify userspace.
4336          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4337          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4338          */
4339         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4340         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4341                 list_del_init(&event->list);
4342                 schedule_work(&event->remove);
4343         }
4344         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4345
4346         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4347
4348         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4349
4350         wb_memcg_offline(memcg);
4351 }
4352
4353 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4354 {
4355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4356
4357         memcg_destroy_kmem(memcg);
4358         __mem_cgroup_free(memcg);
4359 }
4360
4361 /**
4362  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4363  * @css: the target css
4364  *
4365  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4366  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4367  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4368  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4369  * made visible again.
4370  *
4371  * The current implementation only resets the essential configurations.
4372  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4373  */
4374 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4375 {
4376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4377
4378         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4379         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4380         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4381         memcg->low = 0;
4382         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4383         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4384         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4385 }
4386
4387 #ifdef CONFIG_MMU
4388 /* Handlers for move charge at task migration. */
4389 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4390 {
4391         int ret;
4392
4393         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4394         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4395         if (!ret) {
4396                 mc.precharge += count;
4397                 return ret;
4398         }
4399
4400         /* Try charges one by one with reclaim */
4401         while (count--) {
4402                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4403                 if (ret)
4404                         return ret;
4405                 mc.precharge++;
4406                 cond_resched();
4407         }
4408         return 0;
4409 }
4410
4411 /**
4412  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4413  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4414  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4415  * @ptent: the pte to be checked
4416  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4417  *
4418  * Returns
4419  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4420  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4421  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4422  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4423  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4424  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4425  *     in target->ent.
4426  *
4427  * Called with pte lock held.
4428  */
4429 union mc_target {
4430         struct page     *page;
4431         swp_entry_t     ent;
4432 };
4433
4434 enum mc_target_type {
4435         MC_TARGET_NONE = 0,
4436         MC_TARGET_PAGE,
4437         MC_TARGET_SWAP,
4438 };
4439
4440 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4441                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4442 {
4443         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4444
4445         if (!page || !page_mapped(page))
4446                 return NULL;
4447         if (PageAnon(page)) {
4448                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4449                         return NULL;
4450         } else {
4451                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4452                         return NULL;
4453         }
4454         if (!get_page_unless_zero(page))
4455                 return NULL;
4456
4457         return page;
4458 }
4459
4460 #ifdef CONFIG_SWAP
4461 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4462                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4463 {
4464         struct page *page = NULL;
4465         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4466
4467         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4468                 return NULL;
4469         /*
4470          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4471          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4472          */
4473         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4474         if (do_swap_account)
4475                 entry->val = ent.val;
4476
4477         return page;
4478 }
4479 #else
4480 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4481                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4482 {
4483         return NULL;
4484 }
4485 #endif
4486
4487 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4488                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4489 {
4490         struct page *page = NULL;
4491         struct address_space *mapping;
4492         pgoff_t pgoff;
4493
4494         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4495                 return NULL;
4496         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4497                 return NULL;
4498
4499         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4500         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4501
4502         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4503 #ifdef CONFIG_SWAP
4504         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4505         if (shmem_mapping(mapping)) {
4506                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4507                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4508                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4509                         if (do_swap_account)
4510                                 *entry = swp;
4511                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4512                 }
4513         } else
4514                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4515 #else
4516         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4517 #endif
4518         return page;
4519 }
4520
4521 /**
4522  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4523  * @page: the page
4524  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4525  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4526  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4527  *
4528  * The caller must confirm following.
4529  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4530  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4531  *
4532  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4533  * from old cgroup.
4534  */
4535 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4536                                    unsigned int nr_pages,
4537                                    struct mem_cgroup *from,
4538                                    struct mem_cgroup *to)
4539 {
4540         unsigned long flags;
4541         int ret;
4542         bool anon;
4543
4544         VM_BUG_ON(from == to);
4545         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4546         /*
4547          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4548          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4549          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4550          * hold it.
4551          */
4552         ret = -EBUSY;
4553         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4554                 goto out;
4555
4556         /*
4557          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4558          * of its source page while we change it: page migration takes
4559          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4560          */
4561         if (!trylock_page(page))
4562                 goto out;
4563
4564         ret = -EINVAL;
4565         if (page->mem_cgroup != from)
4566                 goto out_unlock;
4567
4568         anon = PageAnon(page);
4569
4570         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4571
4572         if (!anon && page_mapped(page)) {
4573                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4574                                nr_pages);
4575                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4576                                nr_pages);
4577         }
4578
4579         /*
4580          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4581          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4582          * So mapping should be stable for dirty pages.
4583          */
4584         if (!anon && PageDirty(page)) {
4585                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4586
4587                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4588                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4589                                        nr_pages);
4590                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4591                                        nr_pages);
4592                 }
4593         }
4594
4595         if (PageWriteback(page)) {
4596                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4597                                nr_pages);
4598                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4599                                nr_pages);
4600         }
4601
4602         /*
4603          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4604          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4605          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4606          */
4607
4608         /* caller should have done css_get */
4609         page->mem_cgroup = to;
4610         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4611
4612         ret = 0;
4613
4614         local_irq_disable();
4615         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4616         memcg_check_events(to, page);
4617         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4618         memcg_check_events(from, page);
4619         local_irq_enable();
4620 out_unlock:
4621         unlock_page(page);
4622 out:
4623         return ret;
4624 }
4625
4626 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4627                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4628 {
4629         struct page *page = NULL;
4630         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4631         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4632
4633         if (pte_present(ptent))
4634                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4635         else if (is_swap_pte(ptent))
4636                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4637         else if (pte_none(ptent))
4638                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4639
4640         if (!page && !ent.val)
4641                 return ret;
4642         if (page) {
4643                 /*
4644                  * Do only loose check w/o serialization.
4645                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4646                  * not under LRU exclusion.
4647                  */
4648                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4649                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4650                         if (target)
4651                                 target->page = page;
4652                 }
4653                 if (!ret || !target)
4654                         put_page(page);
4655         }
4656         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4657         if (ent.val && !ret &&
4658             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4659                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4660                 if (target)
4661                         target->ent = ent;
4662         }
4663         return ret;
4664 }
4665
4666 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4667 /*
4668  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4669  * support them for now.
4670  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4671  */
4672 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4673                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4674 {
4675         struct page *page = NULL;
4676         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4677
4678         page = pmd_page(pmd);
4679         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4680         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4681                 return ret;
4682         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4683                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4684                 if (target) {
4685                         get_page(page);
4686                         target->page = page;
4687                 }
4688         }
4689         return ret;
4690 }
4691 #else
4692 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4693                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4694 {
4695         return MC_TARGET_NONE;
4696 }
4697 #endif
4698
4699 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4700                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4701                                         struct mm_walk *walk)
4702 {
4703         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4704         pte_t *pte;
4705         spinlock_t *ptl;
4706
4707         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4708                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4709                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4710                 spin_unlock(ptl);
4711                 return 0;
4712         }
4713
4714         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4715                 return 0;
4716         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4717         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4718                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4719                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4720         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4721         cond_resched();
4722
4723         return 0;
4724 }
4725
4726 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4727 {
4728         unsigned long precharge;
4729
4730         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4731                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4732                 .mm = mm,
4733         };
4734         down_read(&mm->mmap_sem);
4735         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4736         up_read(&mm->mmap_sem);
4737
4738         precharge = mc.precharge;
4739         mc.precharge = 0;
4740
4741         return precharge;
4742 }
4743
4744 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4745 {
4746         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4747
4748         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4749         mc.moving_task = current;
4750         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4751 }
4752
4753 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4754 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4755 {
4756         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4757         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4758
4759         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4760         if (mc.precharge) {
4761                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4762                 mc.precharge = 0;
4763         }
4764         /*
4765          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4766          * we must uncharge here.
4767          */
4768         if (mc.moved_charge) {
4769                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4770                 mc.moved_charge = 0;
4771         }
4772         /* we must fixup refcnts and charges */
4773         if (mc.moved_swap) {
4774                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4775                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4776                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4777
4778                 /*
4779                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4780                  * should uncharge to->memory.
4781                  */
4782                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4783                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4784
4785                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4786
4787                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4788                 mc.moved_swap = 0;
4789         }
4790         memcg_oom_recover(from);
4791         memcg_oom_recover(to);
4792         wake_up_all(&mc.waitq);
4793 }
4794
4795 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4796 {
4797         /*
4798          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4799          * task migration.
4800          */
4801         mc.moving_task = NULL;
4802         __mem_cgroup_clear_mc();
4803         spin_lock(&mc.lock);
4804         mc.from = NULL;
4805         mc.to = NULL;
4806         spin_unlock(&mc.lock);
4807 }
4808
4809 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4810                                  struct cgroup_taskset *tset)
4811 {
4812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4813         struct mem_cgroup *from;
4814         struct task_struct *p;
4815         struct mm_struct *mm;
4816         unsigned long move_flags;
4817         int ret = 0;
4818
4819         /*
4820          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4821          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4822          * So we need to save it, and keep it going.
4823          */
4824         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4825         if (!move_flags)
4826                 return 0;
4827
4828         p = cgroup_taskset_first(tset);
4829         from = mem_cgroup_from_task(p);
4830
4831         VM_BUG_ON(from == memcg);
4832
4833         mm = get_task_mm(p);
4834         if (!mm)
4835                 return 0;
4836         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4837         if (mm->owner == p) {
4838                 VM_BUG_ON(mc.from);
4839                 VM_BUG_ON(mc.to);
4840                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4841                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4842                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4843
4844                 spin_lock(&mc.lock);
4845                 mc.from = from;
4846                 mc.to = memcg;
4847                 mc.flags = move_flags;
4848                 spin_unlock(&mc.lock);
4849                 /* We set mc.moving_task later */
4850
4851                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4852                 if (ret)
4853                         mem_cgroup_clear_mc();
4854         }
4855         mmput(mm);
4856         return ret;
4857 }
4858
4859 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4860                                      struct cgroup_taskset *tset)
4861 {
4862         if (mc.to)
4863                 mem_cgroup_clear_mc();
4864 }
4865
4866 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4867                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4868                                 struct mm_walk *walk)
4869 {
4870         int ret = 0;
4871         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4872         pte_t *pte;
4873         spinlock_t *ptl;
4874         enum mc_target_type target_type;
4875         union mc_target target;
4876         struct page *page;
4877
4878         /*
4879          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4880          * happens because:
4881          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4882          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4883          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4884          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4885          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4886          *    part of thp split is not executed yet.
4887          */
4888         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4889                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4890                         spin_unlock(ptl);
4891                         return 0;
4892                 }
4893                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4894                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4895                         page = target.page;
4896                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4897                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4898                                                              mc.from, mc.to)) {
4899                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4900                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4901                                 }
4902                                 putback_lru_page(page);
4903                         }
4904                         put_page(page);
4905                 }
4906                 spin_unlock(ptl);
4907                 return 0;
4908         }
4909
4910         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4911                 return 0;
4912 retry:
4913         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4914         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4915                 pte_t ptent = *(pte++);
4916                 swp_entry_t ent;
4917
4918                 if (!mc.precharge)
4919                         break;
4920
4921                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4922                 case MC_TARGET_PAGE:
4923                         page = target.page;
4924                         if (isolate_lru_page(page))
4925                                 goto put;
4926                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4927                                 mc.precharge--;
4928                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4929                                 mc.moved_charge++;
4930                         }
4931                         putback_lru_page(page);
4932 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4933                         put_page(page);
4934                         break;
4935                 case MC_TARGET_SWAP:
4936                         ent = target.ent;
4937                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4938                                 mc.precharge--;
4939                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4940                                 mc.moved_swap++;
4941                         }
4942                         break;
4943                 default:
4944                         break;
4945                 }
4946         }
4947         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4948         cond_resched();
4949
4950         if (addr != end) {
4951                 /*
4952                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4953                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4954                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4955                  * phase.
4956                  */
4957                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4958                 if (!ret)
4959                         goto retry;
4960         }
4961
4962         return ret;
4963 }
4964
4965 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4966 {
4967         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4968                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4969                 .mm = mm,
4970         };
4971
4972         lru_add_drain_all();
4973         /*
4974          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4975          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4976          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
4977          */
4978         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4979         synchronize_rcu();
4980 retry:
4981         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
4982                 /*
4983                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4984                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4985                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4986                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4987                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4988                  */
4989                 __mem_cgroup_clear_mc();
4990                 cond_resched();
4991                 goto retry;
4992         }
4993         /*
4994          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4995          * additional charge, the page walk just aborts.
4996          */
4997         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4998         up_read(&mm->mmap_sem);
4999         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5000 }
5001
5002 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5003                                  struct cgroup_taskset *tset)
5004 {
5005         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5006         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5007
5008         if (mm) {
5009                 if (mc.to)
5010                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5011                 mmput(mm);
5012         }
5013         if (mc.to)
5014                 mem_cgroup_clear_mc();
5015 }
5016 #else   /* !CONFIG_MMU */
5017 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5018                                  struct cgroup_taskset *tset)
5019 {
5020         return 0;
5021 }
5022 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5023                                      struct cgroup_taskset *tset)
5024 {
5025 }
5026 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5027                                  struct cgroup_taskset *tset)
5028 {
5029 }
5030 #endif
5031
5032 /*
5033  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5034  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5035  * attempt.
5036  */
5037 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5038 {
5039         /*
5040          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5041          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5042          * on for the root memcg is enough.
5043          */
5044         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5045                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5046         else
5047                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5048 }
5049
5050 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5051                                struct cftype *cft)
5052 {
5053         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5054 }
5055
5056 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5057 {
5058         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5059         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5060
5061         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5062                 seq_puts(m, "max\n");
5063         else
5064                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5065
5066         return 0;
5067 }
5068
5069 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5070                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5071 {
5072         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5073         unsigned long low;
5074         int err;
5075
5076         buf = strstrip(buf);
5077         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5078         if (err)
5079                 return err;
5080
5081         memcg->low = low;
5082
5083         return nbytes;
5084 }
5085
5086 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5087 {
5088         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5089         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5090
5091         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5092                 seq_puts(m, "max\n");
5093         else
5094                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5095
5096         return 0;
5097 }
5098
5099 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5100                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5101 {
5102         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5103         unsigned long high;
5104         int err;
5105
5106         buf = strstrip(buf);
5107         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5108         if (err)
5109                 return err;
5110
5111         memcg->high = high;
5112
5113         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5114         return nbytes;
5115 }
5116
5117 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5118 {
5119         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5120         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5121
5122         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5123                 seq_puts(m, "max\n");
5124         else
5125                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5126
5127         return 0;
5128 }
5129
5130 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5131                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5132 {
5133         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5134         unsigned long max;
5135         int err;
5136
5137         buf = strstrip(buf);
5138         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5139         if (err)
5140                 return err;
5141
5142         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5143         if (err)
5144                 return err;
5145
5146         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5147         return nbytes;
5148 }
5149
5150 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5151 {
5152         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5153
5154         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5155         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5156         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5157         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5158
5159         return 0;
5160 }
5161
5162 static struct cftype memory_files[] = {
5163         {
5164                 .name = "current",
5165                 .read_u64 = memory_current_read,
5166         },
5167         {
5168                 .name = "low",
5169                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5170                 .seq_show = memory_low_show,
5171                 .write = memory_low_write,
5172         },
5173         {
5174                 .name = "high",
5175                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5176                 .seq_show = memory_high_show,
5177                 .write = memory_high_write,
5178         },
5179         {
5180                 .name = "max",
5181                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5182                 .seq_show = memory_max_show,
5183                 .write = memory_max_write,
5184         },
5185         {
5186                 .name = "events",
5187                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5188                 .seq_show = memory_events_show,
5189         },
5190         { }     /* terminate */
5191 };
5192
5193 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5194         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5195         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5196         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5197         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5198         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5199         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5200         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5201         .attach = mem_cgroup_move_task,
5202         .bind = mem_cgroup_bind,
5203         .dfl_cftypes = memory_files,
5204         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5205         .early_init = 0,
5206 };
5207
5208 /**
5209  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5210  * @root: the highest ancestor to consider
5211  * @memcg: the memory cgroup to check
5212  *
5213  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5214  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5215  */
5216 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5217 {
5218         if (mem_cgroup_disabled())
5219                 return false;
5220
5221         /*
5222          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5223          * it's never low when looked at directly, and it is not
5224          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5225          */
5226
5227         if (memcg == root_mem_cgroup)
5228                 return false;
5229
5230         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5231                 return false;
5232
5233         while (memcg != root) {
5234                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5235
5236                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5237                         break;
5238
5239                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5240                         return false;
5241         }
5242         return true;
5243 }
5244
5245 /**
5246  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5247  * @page: page to charge
5248  * @mm: mm context of the victim
5249  * @gfp_mask: reclaim mode
5250  * @memcgp: charged memcg return
5251  *
5252  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5253  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5254  *
5255  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5256  * Otherwise, an error code is returned.
5257  *
5258  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5259  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5260  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5261  */
5262 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5263                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5264 {
5265         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5266         unsigned int nr_pages = 1;
5267         int ret = 0;
5268
5269         if (mem_cgroup_disabled())
5270                 goto out;
5271
5272         if (PageSwapCache(page)) {
5273                 /*
5274                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5275                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5276                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5277                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5278                  * in turn serializes uncharging.
5279                  */
5280                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5281                 if (page->mem_cgroup)
5282                         goto out;
5283
5284                 if (do_swap_account) {
5285                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5286                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5287
5288                         rcu_read_lock();
5289                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5290                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5291                                 memcg = NULL;
5292                         rcu_read_unlock();
5293                 }
5294         }
5295
5296         if (PageTransHuge(page)) {
5297                 nr_pages <<= compound_order(page);
5298                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5299         }
5300
5301         if (!memcg)
5302                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5303
5304         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5305
5306         css_put(&memcg->css);
5307 out:
5308         *memcgp = memcg;
5309         return ret;
5310 }
5311
5312 /**
5313  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5314  * @page: page to charge
5315  * @memcg: memcg to charge the page to
5316  * @lrucare: page might be on LRU already
5317  *
5318  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5319  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5320  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5321  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5322  *
5323  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5324  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5325  *
5326  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5327  */
5328 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5329                               bool lrucare)
5330 {
5331         unsigned int nr_pages = 1;
5332
5333         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5334         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5335
5336         if (mem_cgroup_disabled())
5337                 return;
5338         /*
5339          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5340          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5341          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5342          */
5343         if (!memcg)
5344                 return;
5345
5346         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5347
5348         if (PageTransHuge(page)) {
5349                 nr_pages <<= compound_order(page);
5350                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5351         }
5352
5353         local_irq_disable();
5354         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5355         memcg_check_events(memcg, page);
5356         local_irq_enable();
5357
5358         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5359                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5360                 /*
5361                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5362                  * let's not wait for it.  The page already received a
5363                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5364                  */
5365                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5366         }
5367 }
5368
5369 /**
5370  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5371  * @page: page to charge
5372  * @memcg: memcg to charge the page to
5373  *
5374  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5375  */
5376 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5377 {
5378         unsigned int nr_pages = 1;
5379
5380         if (mem_cgroup_disabled())
5381                 return;
5382         /*
5383          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5384          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5385          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5386          */
5387         if (!memcg)
5388                 return;
5389
5390         if (PageTransHuge(page)) {
5391                 nr_pages <<= compound_order(page);
5392                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5393         }
5394
5395         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5396 }
5397
5398 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5399                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5400                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5401 {
5402         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5403         unsigned long flags;
5404
5405         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5406                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5407                 if (do_swap_account)
5408                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5409                 memcg_oom_recover(memcg);
5410         }
5411
5412         local_irq_save(flags);
5413         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5414         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5415         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5416         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5417         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5418         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5419         local_irq_restore(flags);
5420
5421         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5422                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5423 }
5424
5425 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5426 {
5427         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5428         unsigned long nr_anon = 0;
5429         unsigned long nr_file = 0;
5430         unsigned long nr_huge = 0;
5431         unsigned long pgpgout = 0;
5432         struct list_head *next;
5433         struct page *page;
5434
5435         next = page_list->next;
5436         do {
5437                 unsigned int nr_pages = 1;
5438
5439                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5440                 next = page->lru.next;
5441
5442                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5443                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5444
5445                 if (!page->mem_cgroup)
5446                         continue;
5447
5448                 /*
5449                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5450                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5451                  * exclusive access to the page.
5452                  */
5453
5454                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5455                         if (memcg) {
5456                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5457                                                nr_huge, page);
5458                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5459                         }
5460                         memcg = page->mem_cgroup;
5461                 }
5462
5463                 if (PageTransHuge(page)) {
5464                         nr_pages <<= compound_order(page);
5465                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5466                         nr_huge += nr_pages;
5467                 }
5468
5469                 if (PageAnon(page))
5470                         nr_anon += nr_pages;
5471                 else
5472                         nr_file += nr_pages;
5473
5474                 page->mem_cgroup = NULL;
5475
5476                 pgpgout++;
5477         } while (next != page_list);
5478
5479         if (memcg)
5480                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5481                                nr_huge, page);
5482 }
5483
5484 /**
5485  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5486  * @page: page to uncharge
5487  *
5488  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5489  * mem_cgroup_commit_charge().
5490  */
5491 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5492 {
5493         if (mem_cgroup_disabled())
5494                 return;
5495
5496         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5497         if (!page->mem_cgroup)
5498                 return;
5499
5500         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5501         uncharge_list(&page->lru);
5502 }
5503
5504 /**
5505  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5506  * @page_list: list of pages to uncharge
5507  *
5508  * Uncharge a list of pages previously charged with
5509  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5510  */
5511 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5512 {
5513         if (mem_cgroup_disabled())
5514                 return;
5515
5516         if (!list_empty(page_list))
5517                 uncharge_list(page_list);
5518 }
5519
5520 /**
5521  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5522  * @oldpage: currently charged page
5523  * @newpage: page to transfer the charge to
5524  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5525  *
5526  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5527  *
5528  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5529  */
5530 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5531                         bool lrucare)
5532 {
5533         struct mem_cgroup *memcg;
5534         int isolated;
5535
5536         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5537         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5538         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5539         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5540         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5541         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5542                        newpage);
5543
5544         if (mem_cgroup_disabled())
5545                 return;
5546
5547         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5548         if (newpage->mem_cgroup)
5549                 return;
5550
5551         /*
5552          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5553          * charged, and migration from compaction can happen to an
5554          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5555          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5556          */
5557         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5558         if (!memcg)
5559                 return;
5560
5561         if (lrucare)
5562                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5563
5564         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5565
5566         if (lrucare)
5567                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5568
5569         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5570 }
5571
5572 /*
5573  * subsys_initcall() for memory controller.
5574  *
5575  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5576  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5577  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5578  * be initialized from here.
5579  */
5580 static int __init mem_cgroup_init(void)
5581 {
5582         int cpu, node;
5583
5584         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5585
5586         for_each_possible_cpu(cpu)
5587                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5588                           drain_local_stock);
5589
5590         for_each_node(node) {
5591                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5592                 int zone;
5593
5594                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5595                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5596
5597                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5598                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5599
5600                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5601                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5602                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5603                 }
5604                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5605         }
5606
5607         return 0;
5608 }
5609 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5610
5611 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5612 /**
5613  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5614  * @page: page whose memsw charge to transfer
5615  * @entry: swap entry to move the charge to
5616  *
5617  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5618  */
5619 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5620 {
5621         struct mem_cgroup *memcg;
5622         unsigned short oldid;
5623
5624         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5625         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5626
5627         if (!do_swap_account)
5628                 return;
5629
5630         memcg = page->mem_cgroup;
5631
5632         /* Readahead page, never charged */
5633         if (!memcg)
5634                 return;
5635
5636         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5637         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5638         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5639
5640         page->mem_cgroup = NULL;
5641
5642         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5643                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5644
5645         /*
5646          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5647          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5648          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5649          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5650          */
5651         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5652         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5653         memcg_check_events(memcg, page);
5654 }
5655
5656 /**
5657  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5658  * @entry: swap entry to uncharge
5659  *
5660  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5661  */
5662 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5663 {
5664         struct mem_cgroup *memcg;
5665         unsigned short id;
5666
5667         if (!do_swap_account)
5668                 return;
5669
5670         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5671         rcu_read_lock();
5672         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5673         if (memcg) {
5674                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5675                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5676                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5677                 css_put(&memcg->css);
5678         }
5679         rcu_read_unlock();
5680 }
5681
5682 /* for remember boot option*/
5683 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5684 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5685 #else
5686 static int really_do_swap_account __initdata;
5687 #endif
5688
5689 static int __init enable_swap_account(char *s)
5690 {
5691         if (!strcmp(s, "1"))
5692                 really_do_swap_account = 1;
5693         else if (!strcmp(s, "0"))
5694                 really_do_swap_account = 0;
5695         return 1;
5696 }
5697 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5698
5699 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5700         {
5701                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5702                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5703                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5704         },
5705         {
5706                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5707                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5708                 .write = mem_cgroup_reset,
5709                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5710         },
5711         {
5712                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5713                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5714                 .write = mem_cgroup_write,
5715                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5716         },
5717         {
5718                 .name = "memsw.failcnt",
5719                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5720                 .write = mem_cgroup_reset,
5721                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5722         },
5723         { },    /* terminate */
5724 };
5725
5726 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5727 {
5728         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5729                 do_swap_account = 1;
5730                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5731                                                   memsw_cgroup_files));
5732         }
5733         return 0;
5734 }
5735 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5736
5737 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */