OSDN Git Service

ARM: dts: omap5: Fix dual-role mode on Super-Speed port
[sagit-ice-cold/kernel_xiaomi_msm8998.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 mm_struct  *mm;
200         struct mem_cgroup *from;
201         struct mem_cgroup *to;
202         unsigned long flags;
203         unsigned long precharge;
204         unsigned long moved_charge;
205         unsigned long moved_swap;
206         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
207         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
208 } mc = {
209         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
210         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
211 };
212
213 /*
214  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
215  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
216  */
217 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
218 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
219
220 enum charge_type {
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
223         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
224         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
225         NR_CHARGE_TYPE,
226 };
227
228 /* for encoding cft->private value on file */
229 enum res_type {
230         _MEM,
231         _MEMSWAP,
232         _OOM_TYPE,
233         _KMEM,
234 };
235
236 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
237 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
238 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
239 /* Used for OOM nofiier */
240 #define OOM_CONTROL             (0)
241
242 /*
243  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
244  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
245  * appearing has to hold it as well.
246  */
247 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
248
249 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
250 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
251 {
252         if (!memcg)
253                 memcg = root_mem_cgroup;
254         return &memcg->vmpressure;
255 }
256
257 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
258 {
259         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
260 }
261
262 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
263 {
264         return (memcg == root_mem_cgroup);
265 }
266
267 /*
268  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
269  * an unsigned short.
270  */
271 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
272
273 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
274 {
275         return memcg->id.id;
276 }
277
278 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
279 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
280
281 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
282 {
283         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
284                 struct mem_cgroup *memcg;
285                 struct cg_proto *cg_proto;
286
287                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
288
289                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
290                  * filled. It won't however, necessarily happen from
291                  * process context. So the test for root memcg given
292                  * the current task's memcg won't help us in this case.
293                  *
294                  * Respecting the original socket's memcg is a better
295                  * decision in this case.
296                  */
297                 if (sk->sk_cgrp) {
298                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
299                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
300                         return;
301                 }
302
303                 rcu_read_lock();
304                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
305                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
306                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
307                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
308                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
309                 }
310                 rcu_read_unlock();
311         }
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
314
315 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
316 {
317         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
318                 struct mem_cgroup *memcg;
319                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
320                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
321                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
322         }
323 }
324
325 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
326 {
327         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
328                 return NULL;
329
330         return &memcg->tcp_mem;
331 }
332 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
333
334 #endif
335
336 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
337 /*
338  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
339  * The main reason for not using cgroup id for this:
340  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
341  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
342  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
343  *  200 entry array for that.
344  *
345  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
346  * will double each time we have to increase it.
347  */
348 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
349 int memcg_nr_cache_ids;
350
351 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
352 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
353
354 void memcg_get_cache_ids(void)
355 {
356         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
357 }
358
359 void memcg_put_cache_ids(void)
360 {
361         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
362 }
363
364 /*
365  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
366  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
367  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
368  * tunable, but that is strictly not necessary.
369  *
370  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
371  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
372  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
373  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
374  * increase ours as well if it increases.
375  */
376 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
377 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
378
379 /*
380  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
381  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
382  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
383  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
384  */
385 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
386 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
387
388 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
389
390 static struct mem_cgroup_per_zone *
391 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
392 {
393         int nid = zone_to_nid(zone);
394         int zid = zone_idx(zone);
395
396         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
397 }
398
399 /**
400  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
401  * @page: page of interest
402  *
403  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
404  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
405  * until it is released.
406  *
407  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
408  * is returned.
409  *
410  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
411  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
412  * association before @page is released even on the default hierarchy;
413  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
414  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
415  * actually true.
416  */
417 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
418 {
419         struct mem_cgroup *memcg;
420
421         rcu_read_lock();
422
423         memcg = page->mem_cgroup;
424
425         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
426                 memcg = root_mem_cgroup;
427
428         rcu_read_unlock();
429         return &memcg->css;
430 }
431
432 /**
433  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
434  * @page: the page
435  *
436  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
437  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
438  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
439  *
440  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
441  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
442  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
443  * do not care (such as procfs interfaces).
444  */
445 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
446 {
447         struct mem_cgroup *memcg;
448         unsigned long ino = 0;
449
450         rcu_read_lock();
451         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
452         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
453                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
454         if (memcg)
455                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
456         rcu_read_unlock();
457         return ino;
458 }
459
460 static struct mem_cgroup_per_zone *
461 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
462 {
463         int nid = page_to_nid(page);
464         int zid = page_zonenum(page);
465
466         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
467 }
468
469 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
470 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
471 {
472         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
473 }
474
475 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
476 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
477 {
478         int nid = page_to_nid(page);
479         int zid = page_zonenum(page);
480
481         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
482 }
483
484 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
485                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
486                                          unsigned long new_usage_in_excess)
487 {
488         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
489         struct rb_node *parent = NULL;
490         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
491
492         if (mz->on_tree)
493                 return;
494
495         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
496         if (!mz->usage_in_excess)
497                 return;
498         while (*p) {
499                 parent = *p;
500                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
501                                         tree_node);
502                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
503                         p = &(*p)->rb_left;
504                 /*
505                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
506                  * limit by the same amount
507                  */
508                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
509                         p = &(*p)->rb_right;
510         }
511         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
512         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = true;
514 }
515
516 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
517                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
518 {
519         if (!mz->on_tree)
520                 return;
521         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
522         mz->on_tree = false;
523 }
524
525 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
526                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
527 {
528         unsigned long flags;
529
530         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
531         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
532         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
533 }
534
535 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
536 {
537         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
538         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
539         unsigned long excess = 0;
540
541         if (nr_pages > soft_limit)
542                 excess = nr_pages - soft_limit;
543
544         return excess;
545 }
546
547 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
548 {
549         unsigned long excess;
550         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
551         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
552
553         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
554         /*
555          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
556          * because their event counter is not touched.
557          */
558         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
559                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
560                 excess = soft_limit_excess(memcg);
561                 /*
562                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
563                  * mem is over its softlimit.
564                  */
565                 if (excess || mz->on_tree) {
566                         unsigned long flags;
567
568                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
569                         /* if on-tree, remove it */
570                         if (mz->on_tree)
571                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
572                         /*
573                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
574                          * If excess is 0, no tree ops.
575                          */
576                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
577                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
578                 }
579         }
580 }
581
582 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
583 {
584         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
585         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
586         int nid, zid;
587
588         for_each_node(nid) {
589                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
590                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
591                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
592                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
593                 }
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_zone *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
599 {
600         struct rb_node *rightmost = NULL;
601         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
602
603 retry:
604         mz = NULL;
605         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
606         if (!rightmost)
607                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
608
609         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
610         /*
611          * Remove the node now but someone else can add it back,
612          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
613          * position in the tree.
614          */
615         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
616         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
617             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
618                 goto retry;
619 done:
620         return mz;
621 }
622
623 static struct mem_cgroup_per_zone *
624 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
625 {
626         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
627
628         spin_lock_irq(&mctz->lock);
629         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
630         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
631         return mz;
632 }
633
634 /*
635  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
636  *
637  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
638  *
639  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
640  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
641  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
642  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
643  *
644  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
645  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
646  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
647  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
648  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
649  *
650  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
651  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
652  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
653  * implemented.
654  */
655 static unsigned long
656 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
657 {
658         long val = 0;
659         int cpu;
660
661         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
662         for_each_possible_cpu(cpu)
663                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
664         /*
665          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
666          * transient negative values.
667          */
668         if (val < 0)
669                 val = 0;
670         return val;
671 }
672
673 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
674                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
675 {
676         unsigned long val = 0;
677         int cpu;
678
679         for_each_possible_cpu(cpu)
680                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
681         return val;
682 }
683
684 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
685                                          struct page *page,
686                                          int nr_pages)
687 {
688         /*
689          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
690          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
691          */
692         if (PageAnon(page))
693                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
694                                 nr_pages);
695         else
696                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
697                                 nr_pages);
698
699         if (PageTransHuge(page))
700                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
701                                 nr_pages);
702
703         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
704         if (nr_pages > 0)
705                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
706         else {
707                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
708                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
709         }
710
711         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
712 }
713
714 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
715                                                   int nid,
716                                                   unsigned int lru_mask)
717 {
718         unsigned long nr = 0;
719         int zid;
720
721         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
722
723         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
724                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
725                 enum lru_list lru;
726
727                 for_each_lru(lru) {
728                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
729                                 continue;
730                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
731                         nr += mz->lru_size[lru];
732                 }
733         }
734         return nr;
735 }
736
737 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
738                         unsigned int lru_mask)
739 {
740         unsigned long nr = 0;
741         int nid;
742
743         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
744                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
745         return nr;
746 }
747
748 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
749                                        enum mem_cgroup_events_target target)
750 {
751         unsigned long val, next;
752
753         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
754         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
755         /* from time_after() in jiffies.h */
756         if ((long)next - (long)val < 0) {
757                 switch (target) {
758                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
759                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
760                         break;
761                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
762                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
763                         break;
764                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
765                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
766                         break;
767                 default:
768                         break;
769                 }
770                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
771                 return true;
772         }
773         return false;
774 }
775
776 /*
777  * Check events in order.
778  *
779  */
780 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
781 {
782         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
783         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
784                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
785                 bool do_softlimit;
786                 bool do_numainfo __maybe_unused;
787
788                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
789                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
790 #if MAX_NUMNODES > 1
791                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
792                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
793 #endif
794                 mem_cgroup_threshold(memcg);
795                 if (unlikely(do_softlimit))
796                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
797 #if MAX_NUMNODES > 1
798                 if (unlikely(do_numainfo))
799                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
800 #endif
801         }
802 }
803
804 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
805 {
806         /*
807          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
808          * if it races with swapoff, page migration, etc.
809          * So this can be called with p == NULL.
810          */
811         if (unlikely(!p))
812                 return NULL;
813
814         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
815 }
816 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
817
818 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
819 {
820         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
821
822         rcu_read_lock();
823         do {
824                 /*
825                  * Page cache insertions can happen withou an
826                  * actual mm context, e.g. during disk probing
827                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
828                  */
829                 if (unlikely(!mm))
830                         memcg = root_mem_cgroup;
831                 else {
832                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
833                         if (unlikely(!memcg))
834                                 memcg = root_mem_cgroup;
835                 }
836         } while (!css_tryget(&memcg->css));
837         rcu_read_unlock();
838         return memcg;
839 }
840
841 /**
842  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
843  * @root: hierarchy root
844  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
845  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
846  *
847  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
848  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
849  *
850  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
851  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
852  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
853  *
854  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
855  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
856  * reclaimers operating on the same zone and priority.
857  */
858 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
859                                    struct mem_cgroup *prev,
860                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
861 {
862         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
863         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
864         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
865         struct mem_cgroup *pos = NULL;
866
867         if (mem_cgroup_disabled())
868                 return NULL;
869
870         if (!root)
871                 root = root_mem_cgroup;
872
873         if (prev && !reclaim)
874                 pos = prev;
875
876         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
877                 if (prev)
878                         goto out;
879                 return root;
880         }
881
882         rcu_read_lock();
883
884         if (reclaim) {
885                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
886
887                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
888                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
889
890                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
891                         goto out_unlock;
892
893                 while (1) {
894                         pos = READ_ONCE(iter->position);
895                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
896                                 break;
897                         /*
898                          * css reference reached zero, so iter->position will
899                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
900                          * rely on this happening soon, because ->css_released
901                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
902                          * might block it. So we clear iter->position right
903                          * away.
904                          */
905                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
906                 }
907         }
908
909         if (pos)
910                 css = &pos->css;
911
912         for (;;) {
913                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
914                 if (!css) {
915                         /*
916                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
917                          * new one might jump in right at the end of
918                          * the hierarchy - make sure they see at least
919                          * one group and restart from the beginning.
920                          */
921                         if (!prev)
922                                 continue;
923                         break;
924                 }
925
926                 /*
927                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
928                  * is provided by the caller, so we know it's alive
929                  * and kicking, and don't take an extra reference.
930                  */
931                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
932
933                 if (css == &root->css)
934                         break;
935
936                 if (css_tryget(css)) {
937                         /*
938                          * Make sure the memcg is initialized:
939                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
940                          * initialization against setting the flag.
941                          */
942                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
943                                 break;
944
945                         css_put(css);
946                 }
947
948                 memcg = NULL;
949         }
950
951         if (reclaim) {
952                 /*
953                  * The position could have already been updated by a competing
954                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
955                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
956                  */
957                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
958
959                 if (pos)
960                         css_put(&pos->css);
961
962                 if (!memcg)
963                         iter->generation++;
964                 else if (!prev)
965                         reclaim->generation = iter->generation;
966         }
967
968 out_unlock:
969         rcu_read_unlock();
970 out:
971         if (prev && prev != root)
972                 css_put(&prev->css);
973
974         return memcg;
975 }
976
977 /**
978  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
979  * @root: hierarchy root
980  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
981  */
982 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
983                            struct mem_cgroup *prev)
984 {
985         if (!root)
986                 root = root_mem_cgroup;
987         if (prev && prev != root)
988                 css_put(&prev->css);
989 }
990
991 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
992                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
993 {
994         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
995         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
996         int nid, zid;
997         int i;
998
999         for_each_node(nid) {
1000                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1001                         mz = &from->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1002                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1003                                 iter = &mz->iter[i];
1004                                 cmpxchg(&iter->position,
1005                                         dead_memcg, NULL);
1006                         }
1007                 }
1008         }
1009 }
1010
1011 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1012 {
1013         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1014         struct mem_cgroup *last;
1015
1016         do {
1017                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1018                 last = memcg;
1019         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1020
1021         /*
1022          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1023          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1024          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1025          * dead_memcg from cgroup root separately.
1026          */
1027         if (last != root_mem_cgroup)
1028                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1029                                                 dead_memcg);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1034  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1035  * be used for reference counting.
1036  */
1037 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1038         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1039              iter != NULL;                              \
1040              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1041
1042 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1043         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1044              iter != NULL;                              \
1045              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1046
1047 /**
1048  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1049  * @zone: zone of the wanted lruvec
1050  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1051  *
1052  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1053  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1054  * is disabled.
1055  */
1056 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1057                                       struct mem_cgroup *memcg)
1058 {
1059         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1060         struct lruvec *lruvec;
1061
1062         if (mem_cgroup_disabled()) {
1063                 lruvec = &zone->lruvec;
1064                 goto out;
1065         }
1066
1067         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1068         lruvec = &mz->lruvec;
1069 out:
1070         /*
1071          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1072          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1073          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1074          */
1075         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1076                 lruvec->zone = zone;
1077         return lruvec;
1078 }
1079
1080 /**
1081  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1082  * @page: the page
1083  * @zone: zone of the page
1084  *
1085  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1086  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1087  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1088  */
1089 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1090 {
1091         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1092         struct mem_cgroup *memcg;
1093         struct lruvec *lruvec;
1094
1095         if (mem_cgroup_disabled()) {
1096                 lruvec = &zone->lruvec;
1097                 goto out;
1098         }
1099
1100         memcg = page->mem_cgroup;
1101         /*
1102          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1103          * possibly migrated - before they are charged.
1104          */
1105         if (!memcg)
1106                 memcg = root_mem_cgroup;
1107
1108         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1109         lruvec = &mz->lruvec;
1110 out:
1111         /*
1112          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1113          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1114          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1115          */
1116         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1117                 lruvec->zone = zone;
1118         return lruvec;
1119 }
1120
1121 /**
1122  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1123  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1124  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1125  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1126  *
1127  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1128  * lru list.
1129  */
1130 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1131                                 int nr_pages)
1132 {
1133         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1134         unsigned long *lru_size;
1135
1136         if (mem_cgroup_disabled())
1137                 return;
1138
1139         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1140         lru_size = mz->lru_size + lru;
1141         *lru_size += nr_pages;
1142         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1143 }
1144
1145 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1146 {
1147         struct mem_cgroup *task_memcg;
1148         struct task_struct *p;
1149         bool ret;
1150
1151         p = find_lock_task_mm(task);
1152         if (p) {
1153                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1154                 task_unlock(p);
1155         } else {
1156                 /*
1157                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1158                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1159                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1160                  */
1161                 rcu_read_lock();
1162                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1163                 css_get(&task_memcg->css);
1164                 rcu_read_unlock();
1165         }
1166         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1167         css_put(&task_memcg->css);
1168         return ret;
1169 }
1170
1171 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1172         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1173
1174 /**
1175  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1176  * @memcg: the memory cgroup
1177  *
1178  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1179  * pages.
1180  */
1181 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1182 {
1183         unsigned long margin = 0;
1184         unsigned long count;
1185         unsigned long limit;
1186
1187         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1188         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1189         if (count < limit)
1190                 margin = limit - count;
1191
1192         if (do_swap_account) {
1193                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1194                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1195                 if (count <= limit)
1196                         margin = min(margin, limit - count);
1197         }
1198
1199         return margin;
1200 }
1201
1202 /*
1203  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1204  *
1205  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1206  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1207  * caused by "move".
1208  */
1209 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1210 {
1211         struct mem_cgroup *from;
1212         struct mem_cgroup *to;
1213         bool ret = false;
1214         /*
1215          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1216          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1217          */
1218         spin_lock(&mc.lock);
1219         from = mc.from;
1220         to = mc.to;
1221         if (!from)
1222                 goto unlock;
1223
1224         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1225                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1226 unlock:
1227         spin_unlock(&mc.lock);
1228         return ret;
1229 }
1230
1231 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1232 {
1233         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1234                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1235                         DEFINE_WAIT(wait);
1236                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1237                         /* moving charge context might have finished. */
1238                         if (mc.moving_task)
1239                                 schedule();
1240                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1241                         return true;
1242                 }
1243         }
1244         return false;
1245 }
1246
1247 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1248 /**
1249  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1250  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1251  * @p: Task that is going to be killed
1252  *
1253  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1254  * enabled
1255  */
1256 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1257 {
1258         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1259         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1260         struct mem_cgroup *iter;
1261         unsigned int i;
1262
1263         mutex_lock(&oom_info_lock);
1264         rcu_read_lock();
1265
1266         if (p) {
1267                 pr_info("Task in ");
1268                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1269                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1270         } else {
1271                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1272         }
1273
1274         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1275         pr_cont("\n");
1276
1277         rcu_read_unlock();
1278
1279         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1280                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1281                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1282         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1283                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1284                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1285         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1286                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1287                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1288
1289         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1290                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1291                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1292                 pr_cont(":");
1293
1294                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1295                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1296                                 continue;
1297                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1298                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1299                 }
1300
1301                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1302                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1303                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1304
1305                 pr_cont("\n");
1306         }
1307         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1308 }
1309
1310 /*
1311  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1312  * 1(self count) if no children.
1313  */
1314 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1315 {
1316         int num = 0;
1317         struct mem_cgroup *iter;
1318
1319         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1320                 num++;
1321         return num;
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1326  */
1327 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         unsigned long limit;
1330
1331         limit = memcg->memory.limit;
1332         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1333                 unsigned long memsw_limit;
1334
1335                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1336                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1337         }
1338         return limit;
1339 }
1340
1341 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1342                                      int order)
1343 {
1344         struct oom_control oc = {
1345                 .zonelist = NULL,
1346                 .nodemask = NULL,
1347                 .gfp_mask = gfp_mask,
1348                 .order = order,
1349         };
1350         struct mem_cgroup *iter;
1351         unsigned long chosen_points = 0;
1352         unsigned long totalpages;
1353         unsigned int points = 0;
1354         struct task_struct *chosen = NULL;
1355
1356         mutex_lock(&oom_lock);
1357
1358         /*
1359          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1360          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1361          * quickly exit and free its memory.
1362          */
1363         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1364                 mark_oom_victim(current);
1365                 goto unlock;
1366         }
1367
1368         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1369         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1370         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1371                 struct css_task_iter it;
1372                 struct task_struct *task;
1373
1374                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1375                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1376                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1377                         case OOM_SCAN_SELECT:
1378                                 if (chosen)
1379                                         put_task_struct(chosen);
1380                                 chosen = task;
1381                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1382                                 get_task_struct(chosen);
1383                                 /* fall through */
1384                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1385                                 continue;
1386                         case OOM_SCAN_ABORT:
1387                                 css_task_iter_end(&it);
1388                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1389                                 if (chosen)
1390                                         put_task_struct(chosen);
1391                                 goto unlock;
1392                         case OOM_SCAN_OK:
1393                                 break;
1394                         };
1395                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1396                         if (!points || points < chosen_points)
1397                                 continue;
1398                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1399                         if (points == chosen_points &&
1400                             thread_group_leader(chosen))
1401                                 continue;
1402
1403                         if (chosen)
1404                                 put_task_struct(chosen);
1405                         chosen = task;
1406                         chosen_points = points;
1407                         get_task_struct(chosen);
1408                 }
1409                 css_task_iter_end(&it);
1410         }
1411
1412         if (chosen) {
1413                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1414                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1415                                  "Memory cgroup out of memory");
1416         }
1417 unlock:
1418         mutex_unlock(&oom_lock);
1419         return chosen;
1420 }
1421
1422 #if MAX_NUMNODES > 1
1423
1424 /**
1425  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1426  * @memcg: the target memcg
1427  * @nid: the node ID to be checked.
1428  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1429  *
1430  * This function returns whether the specified memcg contains any
1431  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1432  * pages in the node.
1433  */
1434 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1435                 int nid, bool noswap)
1436 {
1437         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1438                 return true;
1439         if (noswap || !total_swap_pages)
1440                 return false;
1441         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1442                 return true;
1443         return false;
1444
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1449  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1450  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1451  *
1452  */
1453 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1454 {
1455         int nid;
1456         /*
1457          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1458          * pagein/pageout changes since the last update.
1459          */
1460         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1461                 return;
1462         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1463                 return;
1464
1465         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1466         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1467
1468         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1469
1470                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1471                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1472         }
1473
1474         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1475         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1480  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1481  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1482  *
1483  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1484  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1485  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1486  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1487  *
1488  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1489  */
1490 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1491 {
1492         int node;
1493
1494         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1495         node = memcg->last_scanned_node;
1496
1497         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1498         if (node == MAX_NUMNODES)
1499                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1500         /*
1501          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1502          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1503          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1504          * we use curret node.
1505          */
1506         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1507                 node = numa_node_id();
1508
1509         memcg->last_scanned_node = node;
1510         return node;
1511 }
1512 #else
1513 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1514 {
1515         return 0;
1516 }
1517 #endif
1518
1519 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1520                                    struct zone *zone,
1521                                    gfp_t gfp_mask,
1522                                    unsigned long *total_scanned)
1523 {
1524         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1525         int total = 0;
1526         int loop = 0;
1527         unsigned long excess;
1528         unsigned long nr_scanned;
1529         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1530                 .zone = zone,
1531                 .priority = 0,
1532         };
1533
1534         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1535
1536         while (1) {
1537                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1538                 if (!victim) {
1539                         loop++;
1540                         if (loop >= 2) {
1541                                 /*
1542                                  * If we have not been able to reclaim
1543                                  * anything, it might because there are
1544                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1545                                  */
1546                                 if (!total)
1547                                         break;
1548                                 /*
1549                                  * We want to do more targeted reclaim.
1550                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1551                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1552                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1553                                  */
1554                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1555                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1556                                         break;
1557                         }
1558                         continue;
1559                 }
1560                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1561                                                      zone, &nr_scanned);
1562                 *total_scanned += nr_scanned;
1563                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1564                         break;
1565         }
1566         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1567         return total;
1568 }
1569
1570 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1571 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1572         .name = "memcg_oom_lock",
1573 };
1574 #endif
1575
1576 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1577
1578 /*
1579  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1580  * If someone is running, return false.
1581  */
1582 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1585
1586         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1587
1588         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1589                 if (iter->oom_lock) {
1590                         /*
1591                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1592                          * so we cannot give a lock.
1593                          */
1594                         failed = iter;
1595                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1596                         break;
1597                 } else
1598                         iter->oom_lock = true;
1599         }
1600
1601         if (failed) {
1602                 /*
1603                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1604                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1605                  */
1606                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1607                         if (iter == failed) {
1608                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1609                                 break;
1610                         }
1611                         iter->oom_lock = false;
1612                 }
1613         } else
1614                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1615
1616         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1617
1618         return !failed;
1619 }
1620
1621 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1622 {
1623         struct mem_cgroup *iter;
1624
1625         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1626         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1627         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1628                 iter->oom_lock = false;
1629         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1630 }
1631
1632 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1633 {
1634         struct mem_cgroup *iter;
1635
1636         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1637         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1638                 iter->under_oom++;
1639         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1640 }
1641
1642 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1643 {
1644         struct mem_cgroup *iter;
1645
1646         /*
1647          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1648          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1649          */
1650         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1651         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1652                 if (iter->under_oom > 0)
1653                         iter->under_oom--;
1654         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1655 }
1656
1657 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1658
1659 struct oom_wait_info {
1660         struct mem_cgroup *memcg;
1661         wait_queue_t    wait;
1662 };
1663
1664 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1665         unsigned mode, int sync, void *arg)
1666 {
1667         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1668         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1669         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1670
1671         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1672         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1673
1674         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1675             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1676                 return 0;
1677         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1678 }
1679
1680 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1681 {
1682         /*
1683          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1684          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1685          * this function is called as a result of userland actions
1686          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1687          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1688          * triggering notification.
1689          */
1690         if (memcg && memcg->under_oom)
1691                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1692 }
1693
1694 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1695 {
1696         if (!current->memcg_may_oom)
1697                 return;
1698         /*
1699          * We are in the middle of the charge context here, so we
1700          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1701          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1702          *
1703          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1704          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1705          * invocation might not even be necessary.
1706          *
1707          * That's why we don't do anything here except remember the
1708          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1709          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1710          * and when we know whether the fault was overall successful.
1711          */
1712         css_get(&memcg->css);
1713         current->memcg_in_oom = memcg;
1714         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1715         current->memcg_oom_order = order;
1716 }
1717
1718 /**
1719  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1720  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1721  *
1722  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1723  * handler was enabled.
1724  *
1725  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1726  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1727  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1728  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1729  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1730  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1731  *
1732  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1733  * completed, %false otherwise.
1734  */
1735 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1736 {
1737         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1738         struct oom_wait_info owait;
1739         bool locked;
1740
1741         /* OOM is global, do not handle */
1742         if (!memcg)
1743                 return false;
1744
1745         if (!handle || oom_killer_disabled)
1746                 goto cleanup;
1747
1748         owait.memcg = memcg;
1749         owait.wait.flags = 0;
1750         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1751         owait.wait.private = current;
1752         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1753
1754         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1755         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1756
1757         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1758
1759         if (locked)
1760                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1761
1762         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1763                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1764                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1765                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1766                                          current->memcg_oom_order);
1767         } else {
1768                 schedule();
1769                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1770                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1771         }
1772
1773         if (locked) {
1774                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1775                 /*
1776                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1777                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1778                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1779                  */
1780                 memcg_oom_recover(memcg);
1781         }
1782 cleanup:
1783         current->memcg_in_oom = NULL;
1784         css_put(&memcg->css);
1785         return true;
1786 }
1787
1788 /**
1789  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1790  * @page: page that is going to change accounted state
1791  *
1792  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1793  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1794  * being moved to another memcg:
1795  *
1796  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1797  *   if (TestClearPageState(page))
1798  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1799  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1800  */
1801 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1802 {
1803         struct mem_cgroup *memcg;
1804         unsigned long flags;
1805
1806         /*
1807          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1808          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1809          * because page moving starts with an RCU grace period.
1810          *
1811          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1812          * the page state that is going to change is the only thing
1813          * preventing the page from being uncharged.
1814          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1815          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1816          * account transaction might be complete.
1817          */
1818         rcu_read_lock();
1819
1820         if (mem_cgroup_disabled())
1821                 return NULL;
1822 again:
1823         memcg = page->mem_cgroup;
1824         if (unlikely(!memcg))
1825                 return NULL;
1826
1827         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1828                 return memcg;
1829
1830         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1831         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1832                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1833                 goto again;
1834         }
1835
1836         /*
1837          * When charge migration first begins, we can have locked and
1838          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1839          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1840          */
1841         memcg->move_lock_task = current;
1842         memcg->move_lock_flags = flags;
1843
1844         return memcg;
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1847
1848 /**
1849  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1850  * @memcg: the memcg that was accounted against
1851  */
1852 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1853 {
1854         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1855                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1856
1857                 memcg->move_lock_task = NULL;
1858                 memcg->move_lock_flags = 0;
1859
1860                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1861         }
1862
1863         rcu_read_unlock();
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1866
1867 /*
1868  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1869  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1870  */
1871 #define CHARGE_BATCH    32U
1872 struct memcg_stock_pcp {
1873         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1874         unsigned int nr_pages;
1875         struct work_struct work;
1876         unsigned long flags;
1877 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1878 };
1879 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1880 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1881
1882 /**
1883  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1884  * @memcg: memcg to consume from.
1885  * @nr_pages: how many pages to charge.
1886  *
1887  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1888  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1889  * service an allocation will refill the stock.
1890  *
1891  * returns true if successful, false otherwise.
1892  */
1893 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1894 {
1895         struct memcg_stock_pcp *stock;
1896         bool ret = false;
1897
1898         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1899                 return ret;
1900
1901         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1902         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1903                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1904                 ret = true;
1905         }
1906         put_cpu_var(memcg_stock);
1907         return ret;
1908 }
1909
1910 /*
1911  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1912  */
1913 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1914 {
1915         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1916
1917         if (stock->nr_pages) {
1918                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1919                 if (do_swap_account)
1920                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1921                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1922                 stock->nr_pages = 0;
1923         }
1924         stock->cached = NULL;
1925 }
1926
1927 /*
1928  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1929  * a thread which is pinned to local cpu.
1930  */
1931 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1932 {
1933         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1934         drain_stock(stock);
1935         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1940  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1941  */
1942 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1943 {
1944         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1945
1946         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1947                 drain_stock(stock);
1948                 stock->cached = memcg;
1949         }
1950         stock->nr_pages += nr_pages;
1951         put_cpu_var(memcg_stock);
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1956  * of the hierarchy under it.
1957  */
1958 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1959 {
1960         int cpu, curcpu;
1961
1962         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1963         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1964                 return;
1965         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1966         get_online_cpus();
1967         curcpu = get_cpu();
1968         for_each_online_cpu(cpu) {
1969                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1970                 struct mem_cgroup *memcg;
1971
1972                 memcg = stock->cached;
1973                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1974                         continue;
1975                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1976                         continue;
1977                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1978                         if (cpu == curcpu)
1979                                 drain_local_stock(&stock->work);
1980                         else
1981                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1982                 }
1983         }
1984         put_cpu();
1985         put_online_cpus();
1986         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1987 }
1988
1989 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1990                                         unsigned long action,
1991                                         void *hcpu)
1992 {
1993         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1994         struct memcg_stock_pcp *stock;
1995
1996         if (action == CPU_ONLINE)
1997                 return NOTIFY_OK;
1998
1999         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2000                 return NOTIFY_OK;
2001
2002         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2003         drain_stock(stock);
2004         return NOTIFY_OK;
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2009  * and reclaims memory over the high limit.
2010  */
2011 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2012 {
2013         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2014         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
2015
2016         if (likely(!nr_pages))
2017                 return;
2018
2019         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2020
2021         do {
2022                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2023                         continue;
2024                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2025                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2026         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2027
2028         css_put(&memcg->css);
2029         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2030 }
2031
2032 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2033                       unsigned int nr_pages)
2034 {
2035         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2036         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2037         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2038         struct page_counter *counter;
2039         unsigned long nr_reclaimed;
2040         bool may_swap = true;
2041         bool drained = false;
2042
2043         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2044                 return 0;
2045 retry:
2046         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2047                 return 0;
2048
2049         if (!do_swap_account ||
2050             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2051                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2052                         goto done_restock;
2053                 if (do_swap_account)
2054                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2055                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2056         } else {
2057                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2058                 may_swap = false;
2059         }
2060
2061         if (batch > nr_pages) {
2062                 batch = nr_pages;
2063                 goto retry;
2064         }
2065
2066         /*
2067          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2068          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2069          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2070          * free their memory.
2071          */
2072         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2073                      fatal_signal_pending(current) ||
2074                      current->flags & PF_EXITING))
2075                 goto force;
2076
2077         /*
2078          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2079          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2080          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2081          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2082          */
2083         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2084                 goto force;
2085
2086         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2087                 goto nomem;
2088
2089         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2090                 goto nomem;
2091
2092         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2093
2094         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2095                                                     gfp_mask, may_swap);
2096
2097         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2098                 goto retry;
2099
2100         if (!drained) {
2101                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2102                 drained = true;
2103                 goto retry;
2104         }
2105
2106         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2107                 goto nomem;
2108         /*
2109          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2110          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2111          * before killing the task.
2112          *
2113          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2114          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2115          * to regular pages anyway in case of failure.
2116          */
2117         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2118                 goto retry;
2119         /*
2120          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2121          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2122          */
2123         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2124                 goto retry;
2125
2126         if (nr_retries--)
2127                 goto retry;
2128
2129         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2130                 goto force;
2131
2132         if (fatal_signal_pending(current))
2133                 goto force;
2134
2135         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2136
2137         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2138                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2139 nomem:
2140         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2141                 return -ENOMEM;
2142 force:
2143         /*
2144          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2145          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2146          * temporarily by force charging it.
2147          */
2148         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2149         if (do_swap_account)
2150                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2151         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2152
2153         return 0;
2154
2155 done_restock:
2156         css_get_many(&memcg->css, batch);
2157         if (batch > nr_pages)
2158                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2159
2160         /*
2161          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2162          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2163          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2164          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2165          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2166          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2167          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2168          */
2169         do {
2170                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2171                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2172                         set_notify_resume(current);
2173                         break;
2174                 }
2175         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2176
2177         return 0;
2178 }
2179
2180 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2181 {
2182         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2183                 return;
2184
2185         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2186         if (do_swap_account)
2187                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2188
2189         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2190 }
2191
2192 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2193 {
2194         struct zone *zone = page_zone(page);
2195
2196         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2197         if (PageLRU(page)) {
2198                 struct lruvec *lruvec;
2199
2200                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2201                 ClearPageLRU(page);
2202                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2203                 *isolated = 1;
2204         } else
2205                 *isolated = 0;
2206 }
2207
2208 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2209 {
2210         struct zone *zone = page_zone(page);
2211
2212         if (isolated) {
2213                 struct lruvec *lruvec;
2214
2215                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2216                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2217                 SetPageLRU(page);
2218                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2219         }
2220         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2221 }
2222
2223 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2224                           bool lrucare)
2225 {
2226         int isolated;
2227
2228         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2229
2230         /*
2231          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2232          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2233          */
2234         if (lrucare)
2235                 lock_page_lru(page, &isolated);
2236
2237         /*
2238          * Nobody should be changing or seriously looking at
2239          * page->mem_cgroup at this point:
2240          *
2241          * - the page is uncharged
2242          *
2243          * - the page is off-LRU
2244          *
2245          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2246          *   a locked page table
2247          *
2248          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2249          *   have the page locked
2250          */
2251         page->mem_cgroup = memcg;
2252
2253         if (lrucare)
2254                 unlock_page_lru(page, isolated);
2255 }
2256
2257 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2258 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2259 {
2260         int id, size;
2261         int err;
2262
2263         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2264                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2265         if (id < 0)
2266                 return id;
2267
2268         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2269                 return id;
2270
2271         /*
2272          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2273          * so we have to grow them.
2274          */
2275         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2276
2277         size = 2 * (id + 1);
2278         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2279                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2280         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2281                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2282
2283         err = memcg_update_all_caches(size);
2284         if (!err)
2285                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2286         if (!err)
2287                 memcg_nr_cache_ids = size;
2288
2289         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2290
2291         if (err) {
2292                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2293                 return err;
2294         }
2295         return id;
2296 }
2297
2298 static void memcg_free_cache_id(int id)
2299 {
2300         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2301 }
2302
2303 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2304         struct mem_cgroup *memcg;
2305         struct kmem_cache *cachep;
2306         struct work_struct work;
2307 };
2308
2309 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2310 {
2311         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2312                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2313         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2314         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2315
2316         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2317
2318         css_put(&memcg->css);
2319         kfree(cw);
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2324  */
2325 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2326                                                struct kmem_cache *cachep)
2327 {
2328         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2329
2330         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2331         if (!cw)
2332                 return;
2333
2334         css_get(&memcg->css);
2335
2336         cw->memcg = memcg;
2337         cw->cachep = cachep;
2338         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2339
2340         schedule_work(&cw->work);
2341 }
2342
2343 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2344                                              struct kmem_cache *cachep)
2345 {
2346         /*
2347          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2348          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2349          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2350          *
2351          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2352          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2353          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2354          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2355          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2356          */
2357         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2358         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2359         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2364  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2365  *
2366  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2367  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2368  * in a workqueue.
2369  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2370  * the original cache.
2371  *
2372  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2373  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2374  */
2375 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2376 {
2377         struct mem_cgroup *memcg;
2378         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2379         int kmemcg_id;
2380
2381         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2382
2383         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2384                 return cachep;
2385
2386         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2387         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2388         if (kmemcg_id < 0)
2389                 goto out;
2390
2391         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2392         if (likely(memcg_cachep))
2393                 return memcg_cachep;
2394
2395         /*
2396          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2397          * context), we could be be predictable and return right away.
2398          * This would guarantee that the allocation being performed
2399          * already belongs in the new cache.
2400          *
2401          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2402          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2403          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2404          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2405          * defer everything.
2406          */
2407         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2408 out:
2409         css_put(&memcg->css);
2410         return cachep;
2411 }
2412
2413 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2414 {
2415         if (!is_root_cache(cachep))
2416                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2417 }
2418
2419 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2420                               struct mem_cgroup *memcg)
2421 {
2422         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2423         struct page_counter *counter;
2424         int ret;
2425
2426         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2427                 return 0;
2428
2429         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2430                 return -ENOMEM;
2431
2432         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2433         if (ret) {
2434                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2435                 return ret;
2436         }
2437
2438         page->mem_cgroup = memcg;
2439
2440         return 0;
2441 }
2442
2443 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2444 {
2445         struct mem_cgroup *memcg;
2446         int ret;
2447
2448         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2449         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2450         css_put(&memcg->css);
2451         return ret;
2452 }
2453
2454 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2455 {
2456         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2457         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2458
2459         if (!memcg)
2460                 return;
2461
2462         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2463
2464         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2465         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2466         if (do_swap_account)
2467                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2468
2469         page->mem_cgroup = NULL;
2470         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2471 }
2472 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2473
2474 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2475
2476 /*
2477  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2478  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2479  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2480  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2481  */
2482 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2483 {
2484         int i;
2485
2486         if (mem_cgroup_disabled())
2487                 return;
2488
2489         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2490                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2491
2492         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2493                        HPAGE_PMD_NR);
2494 }
2495 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2496
2497 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2498 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2499                                          bool charge)
2500 {
2501         int val = (charge) ? 1 : -1;
2502         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2503 }
2504
2505 /**
2506  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2507  * @entry: swap entry to be moved
2508  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2509  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2510  *
2511  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2512  * as the mem_cgroup's id of @from.
2513  *
2514  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2515  *
2516  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2517  * both res and memsw, and called css_get().
2518  */
2519 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2520                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2521 {
2522         unsigned short old_id, new_id;
2523
2524         old_id = mem_cgroup_id(from);
2525         new_id = mem_cgroup_id(to);
2526
2527         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2528                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2529                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2530                 return 0;
2531         }
2532         return -EINVAL;
2533 }
2534 #else
2535 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2536                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2537 {
2538         return -EINVAL;
2539 }
2540 #endif
2541
2542 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2543
2544 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2545                                    unsigned long limit)
2546 {
2547         unsigned long curusage;
2548         unsigned long oldusage;
2549         bool enlarge = false;
2550         int retry_count;
2551         int ret;
2552
2553         /*
2554          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2555          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2556          * of # of children which we should visit in this loop.
2557          */
2558         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2559                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2560
2561         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2562
2563         do {
2564                 if (signal_pending(current)) {
2565                         ret = -EINTR;
2566                         break;
2567                 }
2568
2569                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2570                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2571                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2572                         ret = -EINVAL;
2573                         break;
2574                 }
2575                 if (limit > memcg->memory.limit)
2576                         enlarge = true;
2577                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2578                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2579
2580                 if (!ret)
2581                         break;
2582
2583                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2584
2585                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2586                 /* Usage is reduced ? */
2587                 if (curusage >= oldusage)
2588                         retry_count--;
2589                 else
2590                         oldusage = curusage;
2591         } while (retry_count);
2592
2593         if (!ret && enlarge)
2594                 memcg_oom_recover(memcg);
2595
2596         return ret;
2597 }
2598
2599 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2600                                          unsigned long limit)
2601 {
2602         unsigned long curusage;
2603         unsigned long oldusage;
2604         bool enlarge = false;
2605         int retry_count;
2606         int ret;
2607
2608         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2609         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2610                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2611
2612         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2613
2614         do {
2615                 if (signal_pending(current)) {
2616                         ret = -EINTR;
2617                         break;
2618                 }
2619
2620                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2621                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2622                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2623                         ret = -EINVAL;
2624                         break;
2625                 }
2626                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2627                         enlarge = true;
2628                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2629                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2630
2631                 if (!ret)
2632                         break;
2633
2634                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2635
2636                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2637                 /* Usage is reduced ? */
2638                 if (curusage >= oldusage)
2639                         retry_count--;
2640                 else
2641                         oldusage = curusage;
2642         } while (retry_count);
2643
2644         if (!ret && enlarge)
2645                 memcg_oom_recover(memcg);
2646
2647         return ret;
2648 }
2649
2650 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2651                                             gfp_t gfp_mask,
2652                                             unsigned long *total_scanned)
2653 {
2654         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2655         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2656         unsigned long reclaimed;
2657         int loop = 0;
2658         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2659         unsigned long excess;
2660         unsigned long nr_scanned;
2661
2662         if (order > 0)
2663                 return 0;
2664
2665         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2666         /*
2667          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2668          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2669          * pressure
2670          */
2671         do {
2672                 if (next_mz)
2673                         mz = next_mz;
2674                 else
2675                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2676                 if (!mz)
2677                         break;
2678
2679                 nr_scanned = 0;
2680                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2681                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2682                 nr_reclaimed += reclaimed;
2683                 *total_scanned += nr_scanned;
2684                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2685                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2686
2687                 /*
2688                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2689                  * it is time to move on to the next cgroup
2690                  */
2691                 next_mz = NULL;
2692                 if (!reclaimed)
2693                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2694
2695                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2696                 /*
2697                  * One school of thought says that we should not add
2698                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2699                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2700                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2701                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2702                  * term TODO.
2703                  */
2704                 /* If excess == 0, no tree ops */
2705                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2706                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2707                 css_put(&mz->memcg->css);
2708                 loop++;
2709                 /*
2710                  * Could not reclaim anything and there are no more
2711                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2712                  * reclaiming anything.
2713                  */
2714                 if (!nr_reclaimed &&
2715                         (next_mz == NULL ||
2716                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2717                         break;
2718         } while (!nr_reclaimed);
2719         if (next_mz)
2720                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2721         return nr_reclaimed;
2722 }
2723
2724 /*
2725  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2726  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2727  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2728  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2729  */
2730 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2731 {
2732         bool ret;
2733
2734         /*
2735          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2736          * it prevents a new child from being initialized based on this
2737          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2738          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2739          */
2740         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2741
2742         rcu_read_lock();
2743         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2744         rcu_read_unlock();
2745         return ret;
2746 }
2747
2748 /*
2749  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2750  * the rest to the parent.
2751  *
2752  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2753  */
2754 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2755 {
2756         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2757
2758         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2759         lru_add_drain_all();
2760         /* try to free all pages in this cgroup */
2761         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2762                 int progress;
2763
2764                 if (signal_pending(current))
2765                         return -EINTR;
2766
2767                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2768                                                         GFP_KERNEL, true);
2769                 if (!progress) {
2770                         nr_retries--;
2771                         /* maybe some writeback is necessary */
2772                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2773                 }
2774
2775         }
2776
2777         return 0;
2778 }
2779
2780 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2781                                             char *buf, size_t nbytes,
2782                                             loff_t off)
2783 {
2784         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2785
2786         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2787                 return -EINVAL;
2788         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2789 }
2790
2791 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2792                                      struct cftype *cft)
2793 {
2794         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2795 }
2796
2797 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2798                                       struct cftype *cft, u64 val)
2799 {
2800         int retval = 0;
2801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2802         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2803
2804         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2805
2806         if (memcg->use_hierarchy == val)
2807                 goto out;
2808
2809         /*
2810          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2811          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2812          * occur, provided the current cgroup has no children.
2813          *
2814          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2815          * set if there are no children.
2816          */
2817         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2818                                 (val == 1 || val == 0)) {
2819                 if (!memcg_has_children(memcg))
2820                         memcg->use_hierarchy = val;
2821                 else
2822                         retval = -EBUSY;
2823         } else
2824                 retval = -EINVAL;
2825
2826 out:
2827         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2828
2829         return retval;
2830 }
2831
2832 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2833                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2834 {
2835         struct mem_cgroup *iter;
2836         unsigned long val = 0;
2837
2838         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2839                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2840
2841         return val;
2842 }
2843
2844 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2845 {
2846         unsigned long val;
2847
2848         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2849                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2850                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2851                 if (swap)
2852                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2853         } else {
2854                 if (!swap)
2855                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2856                 else
2857                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2858         }
2859         return val;
2860 }
2861
2862 enum {
2863         RES_USAGE,
2864         RES_LIMIT,
2865         RES_MAX_USAGE,
2866         RES_FAILCNT,
2867         RES_SOFT_LIMIT,
2868 };
2869
2870 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2871                                struct cftype *cft)
2872 {
2873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2874         struct page_counter *counter;
2875
2876         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2877         case _MEM:
2878                 counter = &memcg->memory;
2879                 break;
2880         case _MEMSWAP:
2881                 counter = &memcg->memsw;
2882                 break;
2883         case _KMEM:
2884                 counter = &memcg->kmem;
2885                 break;
2886         default:
2887                 BUG();
2888         }
2889
2890         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2891         case RES_USAGE:
2892                 if (counter == &memcg->memory)
2893                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2894                 if (counter == &memcg->memsw)
2895                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2896                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2897         case RES_LIMIT:
2898                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2899         case RES_MAX_USAGE:
2900                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2901         case RES_FAILCNT:
2902                 return counter->failcnt;
2903         case RES_SOFT_LIMIT:
2904                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2905         default:
2906                 BUG();
2907         }
2908 }
2909
2910 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2911 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2912                                unsigned long nr_pages)
2913 {
2914         int err = 0;
2915         int memcg_id;
2916
2917         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2918         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2919         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2920
2921         /*
2922          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2923          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2924          * already joined.
2925          *
2926          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2927          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2928          * place, which makes the value quite meaningless.
2929          *
2930          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2931          * of course permitted.
2932          */
2933         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2934         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2935             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2936                 err = -EBUSY;
2937         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2938         if (err)
2939                 goto out;
2940
2941         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2942         if (memcg_id < 0) {
2943                 err = memcg_id;
2944                 goto out;
2945         }
2946
2947         /*
2948          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2949          * activated yet, so this should succeed.
2950          */
2951         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2952         VM_BUG_ON(err);
2953
2954         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2955         /*
2956          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2957          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2958          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2959          * patched.
2960          */
2961         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2962         memcg->kmem_acct_activated = true;
2963         memcg->kmem_acct_active = true;
2964 out:
2965         return err;
2966 }
2967
2968 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2969                                    unsigned long limit)
2970 {
2971         int ret;
2972
2973         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2974         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2975                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2976         else
2977                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2978         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2979         return ret;
2980 }
2981
2982 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2983 {
2984         int ret = 0;
2985         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2986
2987         if (!parent)
2988                 return 0;
2989
2990         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2991         /*
2992          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2993          * after this point, because it has at least one child already.
2994          */
2995         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2996                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2997         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2998         return ret;
2999 }
3000 #else
3001 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3002                                    unsigned long limit)
3003 {
3004         return -EINVAL;
3005 }
3006 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3007
3008 /*
3009  * The user of this function is...
3010  * RES_LIMIT.
3011  */
3012 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3013                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3014 {
3015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3016         unsigned long nr_pages;
3017         int ret;
3018
3019         buf = strstrip(buf);
3020         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3021         if (ret)
3022                 return ret;
3023
3024         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3025         case RES_LIMIT:
3026                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3027                         ret = -EINVAL;
3028                         break;
3029                 }
3030                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3031                 case _MEM:
3032                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3033                         break;
3034                 case _MEMSWAP:
3035                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3036                         break;
3037                 case _KMEM:
3038                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3039                         break;
3040                 }
3041                 break;
3042         case RES_SOFT_LIMIT:
3043                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3044                 ret = 0;
3045                 break;
3046         }
3047         return ret ?: nbytes;
3048 }
3049
3050 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3051                                 size_t nbytes, loff_t off)
3052 {
3053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3054         struct page_counter *counter;
3055
3056         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3057         case _MEM:
3058                 counter = &memcg->memory;
3059                 break;
3060         case _MEMSWAP:
3061                 counter = &memcg->memsw;
3062                 break;
3063         case _KMEM:
3064                 counter = &memcg->kmem;
3065                 break;
3066         default:
3067                 BUG();
3068         }
3069
3070         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3071         case RES_MAX_USAGE:
3072                 page_counter_reset_watermark(counter);
3073                 break;
3074         case RES_FAILCNT:
3075                 counter->failcnt = 0;
3076                 break;
3077         default:
3078                 BUG();
3079         }
3080
3081         return nbytes;
3082 }
3083
3084 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3085                                         struct cftype *cft)
3086 {
3087         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3088 }
3089
3090 #ifdef CONFIG_MMU
3091 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3092                                         struct cftype *cft, u64 val)
3093 {
3094         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3095
3096         if (val & ~MOVE_MASK)
3097                 return -EINVAL;
3098
3099         /*
3100          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3101          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3102          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3103          * affect task migrations starting after the change.
3104          */
3105         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3106         return 0;
3107 }
3108 #else
3109 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3110                                         struct cftype *cft, u64 val)
3111 {
3112         return -ENOSYS;
3113 }
3114 #endif
3115
3116 #ifdef CONFIG_NUMA
3117 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3118 {
3119         struct numa_stat {
3120                 const char *name;
3121                 unsigned int lru_mask;
3122         };
3123
3124         static const struct numa_stat stats[] = {
3125                 { "total", LRU_ALL },
3126                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3127                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3128                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3129         };
3130         const struct numa_stat *stat;
3131         int nid;
3132         unsigned long nr;
3133         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3134
3135         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3136                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3137                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3138                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3139                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3140                                                           stat->lru_mask);
3141                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3142                 }
3143                 seq_putc(m, '\n');
3144         }
3145
3146         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3147                 struct mem_cgroup *iter;
3148
3149                 nr = 0;
3150                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3151                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3152                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3153                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3154                         nr = 0;
3155                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3156                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3157                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3158                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3159                 }
3160                 seq_putc(m, '\n');
3161         }
3162
3163         return 0;
3164 }
3165 #endif /* CONFIG_NUMA */
3166
3167 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3168 {
3169         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3170         unsigned long memory, memsw;
3171         struct mem_cgroup *mi;
3172         unsigned int i;
3173
3174         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3175                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3176         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3177                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3178         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3179
3180         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3181                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3182                         continue;
3183                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3184                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3185         }
3186
3187         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3188                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3189                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3190
3191         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3192                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3193                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3194
3195         /* Hierarchical information */
3196         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3197         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3198                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3199                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3200         }
3201         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3202                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3203         if (do_swap_account)
3204                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3205                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3206
3207         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3208                 unsigned long long val = 0;
3209
3210                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3211                         continue;
3212                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3213                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3214                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3215         }
3216
3217         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3218                 unsigned long long val = 0;
3219
3220                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3221                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3222                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3223                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3224         }
3225
3226         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3227                 unsigned long long val = 0;
3228
3229                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3230                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3231                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3232         }
3233
3234 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3235         {
3236                 int nid, zid;
3237                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3238                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3239                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3240                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3241
3242                 for_each_online_node(nid)
3243                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3244                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3245                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3246
3247                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3248                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3249                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3250                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3251                         }
3252                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3253                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3254                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3255                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3256         }
3257 #endif
3258
3259         return 0;
3260 }
3261
3262 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3263                                       struct cftype *cft)
3264 {
3265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3266
3267         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3268 }
3269
3270 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3271                                        struct cftype *cft, u64 val)
3272 {
3273         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3274
3275         if (val > 100)
3276                 return -EINVAL;
3277
3278         if (css->parent)
3279                 memcg->swappiness = val;
3280         else
3281                 vm_swappiness = val;
3282
3283         return 0;
3284 }
3285
3286 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3287 {
3288         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3289         unsigned long usage;
3290         int i;
3291
3292         rcu_read_lock();
3293         if (!swap)
3294                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3295         else
3296                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3297
3298         if (!t)
3299                 goto unlock;
3300
3301         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3302
3303         /*
3304          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3305          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3306          * call of __mem_cgroup_threshold().
3307          */
3308         i = t->current_threshold;
3309
3310         /*
3311          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3312          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3313          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3314          * only one element of the array here.
3315          */
3316         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3317                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3318
3319         /* i = current_threshold + 1 */
3320         i++;
3321
3322         /*
3323          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3324          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3325          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3326          * only one element of the array here.
3327          */
3328         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3329                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3330
3331         /* Update current_threshold */
3332         t->current_threshold = i - 1;
3333 unlock:
3334         rcu_read_unlock();
3335 }
3336
3337 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3338 {
3339         while (memcg) {
3340                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3341                 if (do_swap_account)
3342                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3343
3344                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3345         }
3346 }
3347
3348 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3349 {
3350         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3351         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3352
3353         if (_a->threshold > _b->threshold)
3354                 return 1;
3355
3356         if (_a->threshold < _b->threshold)
3357                 return -1;
3358
3359         return 0;
3360 }
3361
3362 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3363 {
3364         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3365
3366         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3367
3368         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3369                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3370
3371         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3372         return 0;
3373 }
3374
3375 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3376 {
3377         struct mem_cgroup *iter;
3378
3379         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3380                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3381 }
3382
3383 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3384         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3385 {
3386         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3387         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3388         unsigned long threshold;
3389         unsigned long usage;
3390         int i, size, ret;
3391
3392         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3393         if (ret)
3394                 return ret;
3395
3396         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3397
3398         if (type == _MEM) {
3399                 thresholds = &memcg->thresholds;
3400                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3401         } else if (type == _MEMSWAP) {
3402                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3403                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3404         } else
3405                 BUG();
3406
3407         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3408         if (thresholds->primary)
3409                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3410
3411         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3412
3413         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3414         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3415                         GFP_KERNEL);
3416         if (!new) {
3417                 ret = -ENOMEM;
3418                 goto unlock;
3419         }
3420         new->size = size;
3421
3422         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3423         if (thresholds->primary) {
3424                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3425                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3426         }
3427
3428         /* Add new threshold */
3429         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3430         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3431
3432         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3433         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3434                         compare_thresholds, NULL);
3435
3436         /* Find current threshold */
3437         new->current_threshold = -1;
3438         for (i = 0; i < size; i++) {
3439                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3440                         /*
3441                          * new->current_threshold will not be used until
3442                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3443                          * it here.
3444                          */
3445                         ++new->current_threshold;
3446                 } else
3447                         break;
3448         }
3449
3450         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3451         kfree(thresholds->spare);
3452         thresholds->spare = thresholds->primary;
3453
3454         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3455
3456         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3457         synchronize_rcu();
3458
3459 unlock:
3460         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3461
3462         return ret;
3463 }
3464
3465 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3466         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3467 {
3468         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3469 }
3470
3471 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3472         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3473 {
3474         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3475 }
3476
3477 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3478         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3479 {
3480         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3481         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3482         unsigned long usage;
3483         int i, j, size;
3484
3485         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3486
3487         if (type == _MEM) {
3488                 thresholds = &memcg->thresholds;
3489                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3490         } else if (type == _MEMSWAP) {
3491                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3492                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3493         } else
3494                 BUG();
3495
3496         if (!thresholds->primary)
3497                 goto unlock;
3498
3499         /* Check if a threshold crossed before removing */
3500         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3501
3502         /* Calculate new number of threshold */
3503         size = 0;
3504         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3505                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3506                         size++;
3507         }
3508
3509         new = thresholds->spare;
3510
3511         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3512         if (!size) {
3513                 kfree(new);
3514                 new = NULL;
3515                 goto swap_buffers;
3516         }
3517
3518         new->size = size;
3519
3520         /* Copy thresholds and find current threshold */
3521         new->current_threshold = -1;
3522         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3523                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3524                         continue;
3525
3526                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3527                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3528                         /*
3529                          * new->current_threshold will not be used
3530                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3531                          * it here.
3532                          */
3533                         ++new->current_threshold;
3534                 }
3535                 j++;
3536         }
3537
3538 swap_buffers:
3539         /* Swap primary and spare array */
3540         thresholds->spare = thresholds->primary;
3541
3542         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3543
3544         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3545         synchronize_rcu();
3546
3547         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3548         if (!new) {
3549                 kfree(thresholds->spare);
3550                 thresholds->spare = NULL;
3551         }
3552 unlock:
3553         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3554 }
3555
3556 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3557         struct eventfd_ctx *eventfd)
3558 {
3559         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3560 }
3561
3562 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3563         struct eventfd_ctx *eventfd)
3564 {
3565         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3566 }
3567
3568 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3569         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3570 {
3571         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3572
3573         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3574         if (!event)
3575                 return -ENOMEM;
3576
3577         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3578
3579         event->eventfd = eventfd;
3580         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3581
3582         /* already in OOM ? */
3583         if (memcg->under_oom)
3584                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3585         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3586
3587         return 0;
3588 }
3589
3590 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3591         struct eventfd_ctx *eventfd)
3592 {
3593         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3594
3595         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3596
3597         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3598                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3599                         list_del(&ev->list);
3600                         kfree(ev);
3601                 }
3602         }
3603
3604         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3605 }
3606
3607 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3608 {
3609         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3610
3611         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3612         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3617         struct cftype *cft, u64 val)
3618 {
3619         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3620
3621         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3622         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3623                 return -EINVAL;
3624
3625         memcg->oom_kill_disable = val;
3626         if (!val)
3627                 memcg_oom_recover(memcg);
3628
3629         return 0;
3630 }
3631
3632 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3633 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3634 {
3635         int ret;
3636
3637         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3638         if (ret)
3639                 return ret;
3640
3641         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3642 }
3643
3644 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3645 {
3646         struct cgroup_subsys_state *css;
3647         struct mem_cgroup *parent, *child;
3648         int kmemcg_id;
3649
3650         if (!memcg->kmem_acct_active)
3651                 return;
3652
3653         /*
3654          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3655          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3656          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3657          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3658          */
3659         memcg->kmem_acct_active = false;
3660
3661         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3662
3663         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3664         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3665
3666         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3667         if (!parent)
3668                 parent = root_mem_cgroup;
3669
3670         /*
3671          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3672          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3673          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3674          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3675          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3676          * memcg_drain_all_list_lrus().
3677          */
3678         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3679         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3680                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3681                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3682                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3683                 if (!memcg->use_hierarchy)
3684                         break;
3685         }
3686         rcu_read_unlock();
3687
3688         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3689
3690         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3691 }
3692
3693 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3694 {
3695         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3696                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3697                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3698                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3699         }
3700         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3701 }
3702 #else
3703 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3704 {
3705         return 0;
3706 }
3707
3708 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3709 {
3710 }
3711
3712 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3713 {
3714 }
3715 #endif
3716
3717 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3718
3719 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3720 {
3721         return &memcg->cgwb_list;
3722 }
3723
3724 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3725 {
3726         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3727 }
3728
3729 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3730 {
3731         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3732 }
3733
3734 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3735 {
3736         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3737 }
3738
3739 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3740 {
3741         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3742
3743         if (!memcg->css.parent)
3744                 return NULL;
3745
3746         return &memcg->cgwb_domain;
3747 }
3748
3749 /**
3750  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3751  * @wb: bdi_writeback in question
3752  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3753  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3754  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3755  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3756  *
3757  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3758  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3759  * is a bit more involved.
3760  *
3761  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3762  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3763  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3764  * available memory in the system.  The caller should further cap
3765  * *@pheadroom accordingly.
3766  */
3767 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3768                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3769                          unsigned long *pwriteback)
3770 {
3771         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3772         struct mem_cgroup *parent;
3773
3774         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3775
3776         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3777         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3778         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3779                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3780         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3781
3782         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3783                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3784                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3785
3786                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3787                 memcg = parent;
3788         }
3789 }
3790
3791 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3792
3793 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3794 {
3795         return 0;
3796 }
3797
3798 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3799 {
3800 }
3801
3802 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3803 {
3804 }
3805
3806 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3807
3808 /*
3809  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3810  *
3811  * "cgroup.event_control" implementation.
3812  *
3813  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3814  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3815  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3816  *
3817  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3818  * possible.
3819  */
3820
3821 /*
3822  * Unregister event and free resources.
3823  *
3824  * Gets called from workqueue.
3825  */
3826 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3827 {
3828         struct mem_cgroup_event *event =
3829                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3830         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3831
3832         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3833
3834         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3835
3836         /* Notify userspace the event is going away. */
3837         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3838
3839         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3840         kfree(event);
3841         css_put(&memcg->css);
3842 }
3843
3844 /*
3845  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3846  *
3847  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3848  */
3849 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3850                             int sync, void *key)
3851 {
3852         struct mem_cgroup_event *event =
3853                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3854         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3855         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3856
3857         if (flags & POLLHUP) {
3858                 /*
3859                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3860                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3861                  * for us.
3862                  *
3863                  * We can't race against event freeing since the other
3864                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3865                  * which we hold.
3866                  */
3867                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3868                 if (!list_empty(&event->list)) {
3869                         list_del_init(&event->list);
3870                         /*
3871                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3872                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3873                          */
3874                         schedule_work(&event->remove);
3875                 }
3876                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3877         }
3878
3879         return 0;
3880 }
3881
3882 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3883                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3884 {
3885         struct mem_cgroup_event *event =
3886                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3887
3888         event->wqh = wqh;
3889         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3890 }
3891
3892 /*
3893  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3894  *
3895  * Parse input and register new cgroup event handler.
3896  *
3897  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3898  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3899  */
3900 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3901                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3902 {
3903         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3904         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3905         struct mem_cgroup_event *event;
3906         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3907         unsigned int efd, cfd;
3908         struct fd efile;
3909         struct fd cfile;
3910         const char *name;
3911         char *endp;
3912         int ret;
3913
3914         buf = strstrip(buf);
3915
3916         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3917         if (*endp != ' ')
3918                 return -EINVAL;
3919         buf = endp + 1;
3920
3921         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3922         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3923                 return -EINVAL;
3924         buf = endp + 1;
3925
3926         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3927         if (!event)
3928                 return -ENOMEM;
3929
3930         event->memcg = memcg;
3931         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3932         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3933         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3934         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3935
3936         efile = fdget(efd);
3937         if (!efile.file) {
3938                 ret = -EBADF;
3939                 goto out_kfree;
3940         }
3941
3942         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3943         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3944                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3945                 goto out_put_efile;
3946         }
3947
3948         cfile = fdget(cfd);
3949         if (!cfile.file) {
3950                 ret = -EBADF;
3951                 goto out_put_eventfd;
3952         }
3953
3954         /* the process need read permission on control file */
3955         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3956         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3957         if (ret < 0)
3958                 goto out_put_cfile;
3959
3960         /*
3961          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3962          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3963          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3964          * is for compatibility anyway.
3965          *
3966          * DO NOT ADD NEW FILES.
3967          */
3968         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3969
3970         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3971                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3972                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3973         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3974                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3975                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3976         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3977                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3978                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3979         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3980                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3981                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3982         } else {
3983                 ret = -EINVAL;
3984                 goto out_put_cfile;
3985         }
3986
3987         /*
3988          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3989          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3990          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3991          */
3992         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3993                                                &memory_cgrp_subsys);
3994         ret = -EINVAL;
3995         if (IS_ERR(cfile_css))
3996                 goto out_put_cfile;
3997         if (cfile_css != css) {
3998                 css_put(cfile_css);
3999                 goto out_put_cfile;
4000         }
4001
4002         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4003         if (ret)
4004                 goto out_put_css;
4005
4006         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4007
4008         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4009         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4010         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4011
4012         fdput(cfile);
4013         fdput(efile);
4014
4015         return nbytes;
4016
4017 out_put_css:
4018         css_put(css);
4019 out_put_cfile:
4020         fdput(cfile);
4021 out_put_eventfd:
4022         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4023 out_put_efile:
4024         fdput(efile);
4025 out_kfree:
4026         kfree(event);
4027
4028         return ret;
4029 }
4030
4031 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4032         {
4033                 .name = "usage_in_bytes",
4034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4036         },
4037         {
4038                 .name = "max_usage_in_bytes",
4039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4040                 .write = mem_cgroup_reset,
4041                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4042         },
4043         {
4044                 .name = "limit_in_bytes",
4045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4046                 .write = mem_cgroup_write,
4047                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4048         },
4049         {
4050                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4052                 .write = mem_cgroup_write,
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "failcnt",
4057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4058                 .write = mem_cgroup_reset,
4059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "stat",
4063                 .seq_show = memcg_stat_show,
4064         },
4065         {
4066                 .name = "force_empty",
4067                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4068         },
4069         {
4070                 .name = "use_hierarchy",
4071                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4072                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4073         },
4074         {
4075                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4076                 .write = memcg_write_event_control,
4077                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4078         },
4079         {
4080                 .name = "swappiness",
4081                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4082                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4083         },
4084         {
4085                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4086                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4087                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4088         },
4089         {
4090                 .name = "oom_control",
4091                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4092                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4094         },
4095         {
4096                 .name = "pressure_level",
4097         },
4098 #ifdef CONFIG_NUMA
4099         {
4100                 .name = "numa_stat",
4101                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4102         },
4103 #endif
4104 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4105         {
4106                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4107                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4108                 .write = mem_cgroup_write,
4109                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4110         },
4111         {
4112                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4113                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4114                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4115         },
4116         {
4117                 .name = "kmem.failcnt",
4118                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4119                 .write = mem_cgroup_reset,
4120                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4121         },
4122         {
4123                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4124                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4125                 .write = mem_cgroup_reset,
4126                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4127         },
4128 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4129         {
4130                 .name = "kmem.slabinfo",
4131                 .seq_start = slab_start,
4132                 .seq_next = slab_next,
4133                 .seq_stop = slab_stop,
4134                 .seq_show = memcg_slab_show,
4135         },
4136 #endif
4137 #endif
4138         { },    /* terminate */
4139 };
4140
4141 /*
4142  * Private memory cgroup IDR
4143  *
4144  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4145  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4146  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4147  * memory-controlled cgroups to 64k.
4148  *
4149  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4150  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4151  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4152  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4153  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4154  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4155  *
4156  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4157  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4158  * when the CSS is offlined.
4159  *
4160  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4161  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4162  * those references are manageable from userspace.
4163  */
4164
4165 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4166
4167 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4168 {
4169         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4170 }
4171
4172 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4173 {
4174         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4175                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4176                 memcg->id.id = 0;
4177
4178                 /* Memcg ID pins CSS */
4179                 css_put(&memcg->css);
4180         }
4181 }
4182
4183 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4184 {
4185         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4186 }
4187
4188 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4189 {
4190         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4191 }
4192
4193 /**
4194  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4195  * @id: the memcg id to look up
4196  *
4197  * Caller must hold rcu_read_lock().
4198  */
4199 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4200 {
4201         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4202         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4203 }
4204
4205 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4206 {
4207         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4208         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4209         int zone, tmp = node;
4210         /*
4211          * This routine is called against possible nodes.
4212          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4213          *
4214          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4215          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4216          *       function.
4217          */
4218         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4219                 tmp = -1;
4220         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4221         if (!pn)
4222                 return 1;
4223
4224         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4225                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4226                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4227                 mz->usage_in_excess = 0;
4228                 mz->on_tree = false;
4229                 mz->memcg = memcg;
4230         }
4231         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4232         return 0;
4233 }
4234
4235 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4236 {
4237         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4238 }
4239
4240 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4241 {
4242         struct mem_cgroup *memcg;
4243         size_t size;
4244
4245         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4246         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4247
4248         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4249         if (!memcg)
4250                 return NULL;
4251
4252         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4253         if (!memcg->stat)
4254                 goto out_free;
4255
4256         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4257                 goto out_free_stat;
4258
4259         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4260                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4261                                  GFP_KERNEL);
4262         if (memcg->id.id < 0)
4263                 goto out_free_stat;
4264
4265         return memcg;
4266
4267 out_free_stat:
4268         free_percpu(memcg->stat);
4269 out_free:
4270         kfree(memcg);
4271         return NULL;
4272 }
4273
4274 /*
4275  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4276  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4277  *
4278  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4279  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4280  * it goes down to 0.
4281  *
4282  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4283  */
4284
4285 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4286 {
4287         int node;
4288
4289         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4290
4291         for_each_node(node)
4292                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4293
4294         free_percpu(memcg->stat);
4295         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4296         kfree(memcg);
4297 }
4298
4299 /*
4300  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4301  */
4302 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4303 {
4304         if (!memcg->memory.parent)
4305                 return NULL;
4306         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4307 }
4308 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4309
4310 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4311 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4312 {
4313         struct mem_cgroup *memcg;
4314         long error = -ENOMEM;
4315         int node;
4316
4317         memcg = mem_cgroup_alloc();
4318         if (!memcg)
4319                 return ERR_PTR(error);
4320
4321         for_each_node(node)
4322                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4323                         goto free_out;
4324
4325         /* root ? */
4326         if (parent_css == NULL) {
4327                 root_mem_cgroup = memcg;
4328                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4329                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4330                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4331                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4332                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4333                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4334         }
4335
4336         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4337         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4338         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4339         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4340         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4341         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4342         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4343         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4344 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4345         memcg->kmemcg_id = -1;
4346 #endif
4347 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4348         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4349 #endif
4350         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4351         return &memcg->css;
4352
4353 free_out:
4354         idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4355         __mem_cgroup_free(memcg);
4356         return ERR_PTR(error);
4357 }
4358
4359 static int
4360 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4361 {
4362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4363         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4364         int ret;
4365
4366         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4367         mem_cgroup_id_get(mem_cgroup_from_css(css));
4368         css_get(css);
4369
4370         if (!parent)
4371                 return 0;
4372
4373         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4374
4375         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4376         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4377         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4378
4379         if (parent->use_hierarchy) {
4380                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4381                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4382                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4383                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4384                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4385
4386                 /*
4387                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4388                  * core guarantees its existence.
4389                  */
4390         } else {
4391                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4392                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4393                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4394                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4395                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4396                 /*
4397                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4398                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4399                  * unfortunate state in our controller.
4400                  */
4401                 if (parent != root_mem_cgroup)
4402                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4403         }
4404         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4405
4406         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4407         if (ret)
4408                 return ret;
4409
4410         /*
4411          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4412          * orders reading memcg->initialized against its callers
4413          * reading the memcg members.
4414          */
4415         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4416
4417         return 0;
4418 }
4419
4420 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4421 {
4422         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4423         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4424
4425         /*
4426          * Unregister events and notify userspace.
4427          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4428          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4429          */
4430         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4431         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4432                 list_del_init(&event->list);
4433                 schedule_work(&event->remove);
4434         }
4435         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4436
4437         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4438
4439         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4440
4441         wb_memcg_offline(memcg);
4442
4443         mem_cgroup_id_put(memcg);
4444 }
4445
4446 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4447 {
4448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4449
4450         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4451 }
4452
4453 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4454 {
4455         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4456
4457         memcg_destroy_kmem(memcg);
4458         __mem_cgroup_free(memcg);
4459 }
4460
4461 /**
4462  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4463  * @css: the target css
4464  *
4465  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4466  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4467  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4468  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4469  * made visible again.
4470  *
4471  * The current implementation only resets the essential configurations.
4472  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4473  */
4474 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4475 {
4476         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4477
4478         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4479         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4480         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4481         memcg->low = 0;
4482         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4483         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4484         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4485 }
4486
4487 #ifdef CONFIG_MMU
4488 /* Handlers for move charge at task migration. */
4489 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4490 {
4491         int ret;
4492
4493         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4494         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4495         if (!ret) {
4496                 mc.precharge += count;
4497                 return ret;
4498         }
4499
4500         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4501         while (count--) {
4502                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4503                 if (ret)
4504                         return ret;
4505                 mc.precharge++;
4506                 cond_resched();
4507         }
4508         return 0;
4509 }
4510
4511 /**
4512  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4513  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4514  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4515  * @ptent: the pte to be checked
4516  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4517  *
4518  * Returns
4519  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4520  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4521  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4522  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4523  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4524  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4525  *     in target->ent.
4526  *
4527  * Called with pte lock held.
4528  */
4529 union mc_target {
4530         struct page     *page;
4531         swp_entry_t     ent;
4532 };
4533
4534 enum mc_target_type {
4535         MC_TARGET_NONE = 0,
4536         MC_TARGET_PAGE,
4537         MC_TARGET_SWAP,
4538 };
4539
4540 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4541                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4542 {
4543         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4544
4545         if (!page || !page_mapped(page))
4546                 return NULL;
4547         if (PageAnon(page)) {
4548                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4549                         return NULL;
4550         } else {
4551                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4552                         return NULL;
4553         }
4554         if (!get_page_unless_zero(page))
4555                 return NULL;
4556
4557         return page;
4558 }
4559
4560 #ifdef CONFIG_SWAP
4561 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4562                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4563 {
4564         struct page *page = NULL;
4565         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4566
4567         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4568                 return NULL;
4569         /*
4570          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4571          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4572          */
4573         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4574         if (do_swap_account)
4575                 entry->val = ent.val;
4576
4577         return page;
4578 }
4579 #else
4580 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4581                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4582 {
4583         return NULL;
4584 }
4585 #endif
4586
4587 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4588                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4589 {
4590         struct page *page = NULL;
4591         struct address_space *mapping;
4592         pgoff_t pgoff;
4593
4594         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4595                 return NULL;
4596         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4597                 return NULL;
4598
4599         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4600         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4601
4602         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4603 #ifdef CONFIG_SWAP
4604         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4605         if (shmem_mapping(mapping)) {
4606                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4607                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4608                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4609                         if (do_swap_account)
4610                                 *entry = swp;
4611                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4612                 }
4613         } else
4614                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4615 #else
4616         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4617 #endif
4618         return page;
4619 }
4620
4621 /**
4622  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4623  * @page: the page
4624  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4625  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4626  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4627  *
4628  * The caller must confirm following.
4629  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4630  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4631  *
4632  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4633  * from old cgroup.
4634  */
4635 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4636                                    unsigned int nr_pages,
4637                                    struct mem_cgroup *from,
4638                                    struct mem_cgroup *to)
4639 {
4640         unsigned long flags;
4641         int ret;
4642         bool anon;
4643
4644         VM_BUG_ON(from == to);
4645         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4646         /*
4647          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4648          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4649          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4650          * hold it.
4651          */
4652         ret = -EBUSY;
4653         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4654                 goto out;
4655
4656         /*
4657          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4658          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4659          */
4660         if (!trylock_page(page))
4661                 goto out;
4662
4663         ret = -EINVAL;
4664         if (page->mem_cgroup != from)
4665                 goto out_unlock;
4666
4667         anon = PageAnon(page);
4668
4669         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4670
4671         if (!anon && page_mapped(page)) {
4672                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4673                                nr_pages);
4674                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4675                                nr_pages);
4676         }
4677
4678         /*
4679          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4680          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4681          * So mapping should be stable for dirty pages.
4682          */
4683         if (!anon && PageDirty(page)) {
4684                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4685
4686                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4687                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4688                                        nr_pages);
4689                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4690                                        nr_pages);
4691                 }
4692         }
4693
4694         if (PageWriteback(page)) {
4695                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4696                                nr_pages);
4697                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4698                                nr_pages);
4699         }
4700
4701         /*
4702          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4703          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4704          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4705          */
4706
4707         /* caller should have done css_get */
4708         page->mem_cgroup = to;
4709         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4710
4711         ret = 0;
4712
4713         local_irq_disable();
4714         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4715         memcg_check_events(to, page);
4716         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4717         memcg_check_events(from, page);
4718         local_irq_enable();
4719 out_unlock:
4720         unlock_page(page);
4721 out:
4722         return ret;
4723 }
4724
4725 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4726                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4727 {
4728         struct page *page = NULL;
4729         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4730         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4731
4732         if (pte_present(ptent))
4733                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4734         else if (is_swap_pte(ptent))
4735                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4736         else if (pte_none(ptent))
4737                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4738
4739         if (!page && !ent.val)
4740                 return ret;
4741         if (page) {
4742                 /*
4743                  * Do only loose check w/o serialization.
4744                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4745                  * not under LRU exclusion.
4746                  */
4747                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4748                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4749                         if (target)
4750                                 target->page = page;
4751                 }
4752                 if (!ret || !target)
4753                         put_page(page);
4754         }
4755         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4756         if (ent.val && !ret &&
4757             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4758                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4759                 if (target)
4760                         target->ent = ent;
4761         }
4762         return ret;
4763 }
4764
4765 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4766 /*
4767  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4768  * support them for now.
4769  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4770  */
4771 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4772                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4773 {
4774         struct page *page = NULL;
4775         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4776
4777         page = pmd_page(pmd);
4778         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4779         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4780                 return ret;
4781         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4782                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4783                 if (target) {
4784                         get_page(page);
4785                         target->page = page;
4786                 }
4787         }
4788         return ret;
4789 }
4790 #else
4791 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4792                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4793 {
4794         return MC_TARGET_NONE;
4795 }
4796 #endif
4797
4798 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4799                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4800                                         struct mm_walk *walk)
4801 {
4802         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4803         pte_t *pte;
4804         spinlock_t *ptl;
4805
4806         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4807                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4808                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4809                 spin_unlock(ptl);
4810                 return 0;
4811         }
4812
4813         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4814                 return 0;
4815         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4816         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4817                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4818                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4819         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4820         cond_resched();
4821
4822         return 0;
4823 }
4824
4825 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4826 {
4827         unsigned long precharge;
4828
4829         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4830                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4831                 .mm = mm,
4832         };
4833         down_read(&mm->mmap_sem);
4834         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4835         up_read(&mm->mmap_sem);
4836
4837         precharge = mc.precharge;
4838         mc.precharge = 0;
4839
4840         return precharge;
4841 }
4842
4843 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4844 {
4845         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4846
4847         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4848         mc.moving_task = current;
4849         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4850 }
4851
4852 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4853 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4854 {
4855         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4856         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4857
4858         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4859         if (mc.precharge) {
4860                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4861                 mc.precharge = 0;
4862         }
4863         /*
4864          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4865          * we must uncharge here.
4866          */
4867         if (mc.moved_charge) {
4868                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4869                 mc.moved_charge = 0;
4870         }
4871         /* we must fixup refcnts and charges */
4872         if (mc.moved_swap) {
4873                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4874                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4875                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4876
4877                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4878
4879                 /*
4880                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4881                  * should uncharge to->memory.
4882                  */
4883                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4884                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4885
4886                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
4887                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4888
4889                 mc.moved_swap = 0;
4890         }
4891         memcg_oom_recover(from);
4892         memcg_oom_recover(to);
4893         wake_up_all(&mc.waitq);
4894 }
4895
4896 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4897 {
4898         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4899
4900         /*
4901          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4902          * task migration.
4903          */
4904         mc.moving_task = NULL;
4905         __mem_cgroup_clear_mc();
4906         spin_lock(&mc.lock);
4907         mc.from = NULL;
4908         mc.to = NULL;
4909         mc.mm = NULL;
4910         spin_unlock(&mc.lock);
4911
4912         mmput(mm);
4913 }
4914
4915 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4916 {
4917         struct cgroup_subsys_state *css;
4918         struct mem_cgroup *memcg;
4919         struct mem_cgroup *from;
4920         struct task_struct *leader, *p;
4921         struct mm_struct *mm;
4922         unsigned long move_flags;
4923         int ret = 0;
4924
4925         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4926         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4927                 return 0;
4928
4929         /*
4930          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4931          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4932          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4933          * multiple.
4934          */
4935         p = NULL;
4936         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4937                 WARN_ON_ONCE(p);
4938                 p = leader;
4939                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4940         }
4941         if (!p)
4942                 return 0;
4943
4944         /*
4945          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4946          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4947          * So we need to save it, and keep it going.
4948          */
4949         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4950         if (!move_flags)
4951                 return 0;
4952
4953         from = mem_cgroup_from_task(p);
4954
4955         VM_BUG_ON(from == memcg);
4956
4957         mm = get_task_mm(p);
4958         if (!mm)
4959                 return 0;
4960         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4961         if (mm->owner == p) {
4962                 VM_BUG_ON(mc.from);
4963                 VM_BUG_ON(mc.to);
4964                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4965                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4966                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4967
4968                 spin_lock(&mc.lock);
4969                 mc.mm = mm;
4970                 mc.from = from;
4971                 mc.to = memcg;
4972                 mc.flags = move_flags;
4973                 spin_unlock(&mc.lock);
4974                 /* We set mc.moving_task later */
4975
4976                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4977                 if (ret)
4978                         mem_cgroup_clear_mc();
4979         } else {
4980                 mmput(mm);
4981         }
4982         return ret;
4983 }
4984
4985 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4986 {
4987         if (mc.to)
4988                 mem_cgroup_clear_mc();
4989 }
4990
4991 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4992                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4993                                 struct mm_walk *walk)
4994 {
4995         int ret = 0;
4996         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4997         pte_t *pte;
4998         spinlock_t *ptl;
4999         enum mc_target_type target_type;
5000         union mc_target target;
5001         struct page *page;
5002
5003         /*
5004          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5005          * happens because:
5006          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5007          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5008          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5009          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5010          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5011          *    part of thp split is not executed yet.
5012          */
5013         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5014                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5015                         spin_unlock(ptl);
5016                         return 0;
5017                 }
5018                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5019                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5020                         page = target.page;
5021                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5022                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5023                                                              mc.from, mc.to)) {
5024                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5025                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5026                                 }
5027                                 putback_lru_page(page);
5028                         }
5029                         put_page(page);
5030                 }
5031                 spin_unlock(ptl);
5032                 return 0;
5033         }
5034
5035         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5036                 return 0;
5037 retry:
5038         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5039         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5040                 pte_t ptent = *(pte++);
5041                 swp_entry_t ent;
5042
5043                 if (!mc.precharge)
5044                         break;
5045
5046                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5047                 case MC_TARGET_PAGE:
5048                         page = target.page;
5049                         if (isolate_lru_page(page))
5050                                 goto put;
5051                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5052                                 mc.precharge--;
5053                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5054                                 mc.moved_charge++;
5055                         }
5056                         putback_lru_page(page);
5057 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5058                         put_page(page);
5059                         break;
5060                 case MC_TARGET_SWAP:
5061                         ent = target.ent;
5062                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5063                                 mc.precharge--;
5064                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5065                                 mc.moved_swap++;
5066                         }
5067                         break;
5068                 default:
5069                         break;
5070                 }
5071         }
5072         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5073         cond_resched();
5074
5075         if (addr != end) {
5076                 /*
5077                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5078                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5079                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5080                  * phase.
5081                  */
5082                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5083                 if (!ret)
5084                         goto retry;
5085         }
5086
5087         return ret;
5088 }
5089
5090 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5091 {
5092         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5093                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5094                 .mm = mc.mm,
5095         };
5096
5097         lru_add_drain_all();
5098         /*
5099          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5100          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5101          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5102          */
5103         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5104         synchronize_rcu();
5105 retry:
5106         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5107                 /*
5108                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5109                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5110                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5111                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5112                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5113                  */
5114                 __mem_cgroup_clear_mc();
5115                 cond_resched();
5116                 goto retry;
5117         }
5118         /*
5119          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5120          * additional charge, the page walk just aborts.
5121          */
5122         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5123         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5124         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5125 }
5126
5127 static void mem_cgroup_move_task(void)
5128 {
5129         if (mc.to) {
5130                 mem_cgroup_move_charge();
5131                 mem_cgroup_clear_mc();
5132         }
5133 }
5134 #else   /* !CONFIG_MMU */
5135 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5136 {
5137         return 0;
5138 }
5139 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5140 {
5141 }
5142 static void mem_cgroup_move_task(void)
5143 {
5144 }
5145 #endif
5146
5147 /*
5148  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5149  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5150  * attempt.
5151  */
5152 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5153 {
5154         /*
5155          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5156          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5157          * on for the root memcg is enough.
5158          */
5159         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5160                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5161         else
5162                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5163 }
5164
5165 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5166                                struct cftype *cft)
5167 {
5168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5169
5170         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5171 }
5172
5173 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5174 {
5175         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5176         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5177
5178         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5179                 seq_puts(m, "max\n");
5180         else
5181                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5182
5183         return 0;
5184 }
5185
5186 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5187                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5188 {
5189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5190         unsigned long low;
5191         int err;
5192
5193         buf = strstrip(buf);
5194         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5195         if (err)
5196                 return err;
5197
5198         memcg->low = low;
5199
5200         return nbytes;
5201 }
5202
5203 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5204 {
5205         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5206         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5207
5208         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5209                 seq_puts(m, "max\n");
5210         else
5211                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5212
5213         return 0;
5214 }
5215
5216 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5217                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5218 {
5219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5220         unsigned long nr_pages;
5221         unsigned long high;
5222         int err;
5223
5224         buf = strstrip(buf);
5225         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5226         if (err)
5227                 return err;
5228
5229         memcg->high = high;
5230
5231         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5232         if (nr_pages > high)
5233                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5234                                              GFP_KERNEL, true);
5235
5236         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5237         return nbytes;
5238 }
5239
5240 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5241 {
5242         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5243         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5244
5245         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5246                 seq_puts(m, "max\n");
5247         else
5248                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5249
5250         return 0;
5251 }
5252
5253 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5254                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5255 {
5256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5257         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5258         bool drained = false;
5259         unsigned long max;
5260         int err;
5261
5262         buf = strstrip(buf);
5263         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5264         if (err)
5265                 return err;
5266
5267         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5268
5269         for (;;) {
5270                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5271
5272                 if (nr_pages <= max)
5273                         break;
5274
5275                 if (signal_pending(current)) {
5276                         err = -EINTR;
5277                         break;
5278                 }
5279
5280                 if (!drained) {
5281                         drain_all_stock(memcg);
5282                         drained = true;
5283                         continue;
5284                 }
5285
5286                 if (nr_reclaims) {
5287                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5288                                                           GFP_KERNEL, true))
5289                                 nr_reclaims--;
5290                         continue;
5291                 }
5292
5293                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5294                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5295                         break;
5296         }
5297
5298         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5299         return nbytes;
5300 }
5301
5302 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5303 {
5304         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5305
5306         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5307         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5308         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5309         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5310
5311         return 0;
5312 }
5313
5314 static struct cftype memory_files[] = {
5315         {
5316                 .name = "current",
5317                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5318                 .read_u64 = memory_current_read,
5319         },
5320         {
5321                 .name = "low",
5322                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5323                 .seq_show = memory_low_show,
5324                 .write = memory_low_write,
5325         },
5326         {
5327                 .name = "high",
5328                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5329                 .seq_show = memory_high_show,
5330                 .write = memory_high_write,
5331         },
5332         {
5333                 .name = "max",
5334                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5335                 .seq_show = memory_max_show,
5336                 .write = memory_max_write,
5337         },
5338         {
5339                 .name = "events",
5340                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5341                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5342                 .seq_show = memory_events_show,
5343         },
5344         { }     /* terminate */
5345 };
5346
5347 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5348         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5349         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5350         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5351         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5352         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5353         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5354         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5355         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5356         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5357         .bind = mem_cgroup_bind,
5358         .dfl_cftypes = memory_files,
5359         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5360         .early_init = 0,
5361 };
5362
5363 /**
5364  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5365  * @root: the highest ancestor to consider
5366  * @memcg: the memory cgroup to check
5367  *
5368  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5369  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5370  */
5371 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5372 {
5373         if (mem_cgroup_disabled())
5374                 return false;
5375
5376         /*
5377          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5378          * it's never low when looked at directly, and it is not
5379          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5380          */
5381
5382         if (memcg == root_mem_cgroup)
5383                 return false;
5384
5385         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5386                 return false;
5387
5388         while (memcg != root) {
5389                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5390
5391                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5392                         break;
5393
5394                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5395                         return false;
5396         }
5397         return true;
5398 }
5399
5400 /**
5401  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5402  * @page: page to charge
5403  * @mm: mm context of the victim
5404  * @gfp_mask: reclaim mode
5405  * @memcgp: charged memcg return
5406  *
5407  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5408  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5409  *
5410  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5411  * Otherwise, an error code is returned.
5412  *
5413  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5414  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5415  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5416  */
5417 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5418                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5419 {
5420         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5421         unsigned int nr_pages = 1;
5422         int ret = 0;
5423
5424         if (mem_cgroup_disabled())
5425                 goto out;
5426
5427         if (PageSwapCache(page)) {
5428                 /*
5429                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5430                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5431                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5432                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5433                  * in turn serializes uncharging.
5434                  */
5435                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5436                 if (page->mem_cgroup)
5437                         goto out;
5438
5439                 if (do_swap_account) {
5440                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5441                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5442
5443                         rcu_read_lock();
5444                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5445                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5446                                 memcg = NULL;
5447                         rcu_read_unlock();
5448                 }
5449         }
5450
5451         if (PageTransHuge(page)) {
5452                 nr_pages <<= compound_order(page);
5453                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5454         }
5455
5456         if (!memcg)
5457                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5458
5459         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5460
5461         css_put(&memcg->css);
5462 out:
5463         *memcgp = memcg;
5464         return ret;
5465 }
5466
5467 /**
5468  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5469  * @page: page to charge
5470  * @memcg: memcg to charge the page to
5471  * @lrucare: page might be on LRU already
5472  *
5473  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5474  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5475  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5476  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5477  *
5478  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5479  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5480  *
5481  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5482  */
5483 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5484                               bool lrucare)
5485 {
5486         unsigned int nr_pages = 1;
5487
5488         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5489         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5490
5491         if (mem_cgroup_disabled())
5492                 return;
5493         /*
5494          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5495          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5496          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5497          */
5498         if (!memcg)
5499                 return;
5500
5501         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5502
5503         if (PageTransHuge(page)) {
5504                 nr_pages <<= compound_order(page);
5505                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5506         }
5507
5508         local_irq_disable();
5509         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5510         memcg_check_events(memcg, page);
5511         local_irq_enable();
5512
5513         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5514                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5515                 /*
5516                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5517                  * let's not wait for it.  The page already received a
5518                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5519                  */
5520                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5521         }
5522 }
5523
5524 /**
5525  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5526  * @page: page to charge
5527  * @memcg: memcg to charge the page to
5528  *
5529  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5530  */
5531 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5532 {
5533         unsigned int nr_pages = 1;
5534
5535         if (mem_cgroup_disabled())
5536                 return;
5537         /*
5538          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5539          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5540          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5541          */
5542         if (!memcg)
5543                 return;
5544
5545         if (PageTransHuge(page)) {
5546                 nr_pages <<= compound_order(page);
5547                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5548         }
5549
5550         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5551 }
5552
5553 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5554                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5555                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5556 {
5557         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5558         unsigned long flags;
5559
5560         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5561                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5562                 if (do_swap_account)
5563                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5564                 memcg_oom_recover(memcg);
5565         }
5566
5567         local_irq_save(flags);
5568         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5569         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5570         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5571         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5572         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5573         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5574         local_irq_restore(flags);
5575
5576         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5577                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5578 }
5579
5580 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5581 {
5582         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5583         unsigned long nr_anon = 0;
5584         unsigned long nr_file = 0;
5585         unsigned long nr_huge = 0;
5586         unsigned long pgpgout = 0;
5587         struct list_head *next;
5588         struct page *page;
5589
5590         next = page_list->next;
5591         do {
5592                 unsigned int nr_pages = 1;
5593
5594                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5595                 next = page->lru.next;
5596
5597                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5598                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(page) && page_count(page), page);
5599
5600                 if (!page->mem_cgroup)
5601                         continue;
5602
5603                 /*
5604                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5605                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5606                  * exclusive access to the page.
5607                  */
5608
5609                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5610                         if (memcg) {
5611                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5612                                                nr_huge, page);
5613                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5614                         }
5615                         memcg = page->mem_cgroup;
5616                 }
5617
5618                 if (PageTransHuge(page)) {
5619                         nr_pages <<= compound_order(page);
5620                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5621                         nr_huge += nr_pages;
5622                 }
5623
5624                 if (PageAnon(page))
5625                         nr_anon += nr_pages;
5626                 else
5627                         nr_file += nr_pages;
5628
5629                 page->mem_cgroup = NULL;
5630
5631                 pgpgout++;
5632         } while (next != page_list);
5633
5634         if (memcg)
5635                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5636                                nr_huge, page);
5637 }
5638
5639 /**
5640  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5641  * @page: page to uncharge
5642  *
5643  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5644  * mem_cgroup_commit_charge().
5645  */
5646 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5647 {
5648         if (mem_cgroup_disabled())
5649                 return;
5650
5651         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5652         if (!page->mem_cgroup)
5653                 return;
5654
5655         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5656         uncharge_list(&page->lru);
5657 }
5658
5659 /**
5660  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5661  * @page_list: list of pages to uncharge
5662  *
5663  * Uncharge a list of pages previously charged with
5664  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5665  */
5666 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5667 {
5668         if (mem_cgroup_disabled())
5669                 return;
5670
5671         if (!list_empty(page_list))
5672                 uncharge_list(page_list);
5673 }
5674
5675 /**
5676  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5677  * @oldpage: currently charged page
5678  * @newpage: page to transfer the charge to
5679  *
5680  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5681  *
5682  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5683  * Either or both pages might be on the LRU already.
5684  */
5685 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5686 {
5687         struct mem_cgroup *memcg;
5688         int isolated;
5689
5690         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5691         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5692         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5693         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5694                        newpage);
5695
5696         if (mem_cgroup_disabled())
5697                 return;
5698
5699         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5700         if (newpage->mem_cgroup)
5701                 return;
5702
5703         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5704         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5705         if (!memcg)
5706                 return;
5707
5708         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5709         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5710         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5711
5712         commit_charge(newpage, memcg, true);
5713 }
5714
5715 /*
5716  * subsys_initcall() for memory controller.
5717  *
5718  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5719  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5720  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5721  * be initialized from here.
5722  */
5723 static int __init mem_cgroup_init(void)
5724 {
5725         int cpu, node;
5726
5727         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5728
5729         for_each_possible_cpu(cpu)
5730                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5731                           drain_local_stock);
5732
5733         for_each_node(node) {
5734                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5735                 int zone;
5736
5737                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5738                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5739
5740                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5741                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5742
5743                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5744                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5745                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5746                 }
5747                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5748         }
5749
5750         return 0;
5751 }
5752 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5753
5754 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5755 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
5756 {
5757         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
5758                 /*
5759                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
5760                  * always be >= 1.
5761                  */
5762                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
5763                         VM_BUG_ON(1);
5764                         break;
5765                 }
5766                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5767                 if (!memcg)
5768                         memcg = root_mem_cgroup;
5769         }
5770         return memcg;
5771 }
5772
5773 /**
5774  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5775  * @page: page whose memsw charge to transfer
5776  * @entry: swap entry to move the charge to
5777  *
5778  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5779  */
5780 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5781 {
5782         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5783         unsigned short oldid;
5784
5785         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5786         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5787
5788         if (!do_swap_account)
5789                 return;
5790
5791         memcg = page->mem_cgroup;
5792
5793         /* Readahead page, never charged */
5794         if (!memcg)
5795                 return;
5796
5797         /*
5798          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
5799          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
5800          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
5801          */
5802         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5803         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg));
5804         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5805         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, true);
5806
5807         page->mem_cgroup = NULL;
5808
5809         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5810                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5811
5812         if (memcg != swap_memcg) {
5813                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
5814                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, 1);
5815                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5816         }
5817
5818         /*
5819          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5820          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5821          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5822          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5823          */
5824         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5825         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5826         memcg_check_events(memcg, page);
5827
5828         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5829                 css_put(&memcg->css);
5830 }
5831
5832 /**
5833  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5834  * @entry: swap entry to uncharge
5835  *
5836  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5837  */
5838 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5839 {
5840         struct mem_cgroup *memcg;
5841         unsigned short id;
5842
5843         if (!do_swap_account)
5844                 return;
5845
5846         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5847         rcu_read_lock();
5848         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5849         if (memcg) {
5850                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5851                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5852                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5853                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5854         }
5855         rcu_read_unlock();
5856 }
5857
5858 /* for remember boot option*/
5859 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5860 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5861 #else
5862 static int really_do_swap_account __initdata;
5863 #endif
5864
5865 static int __init enable_swap_account(char *s)
5866 {
5867         if (!strcmp(s, "1"))
5868                 really_do_swap_account = 1;
5869         else if (!strcmp(s, "0"))
5870                 really_do_swap_account = 0;
5871         return 1;
5872 }
5873 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5874
5875 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5876         {
5877                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5878                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5879                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5880         },
5881         {
5882                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5883                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5884                 .write = mem_cgroup_reset,
5885                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5886         },
5887         {
5888                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5889                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5890                 .write = mem_cgroup_write,
5891                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5892         },
5893         {
5894                 .name = "memsw.failcnt",
5895                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5896                 .write = mem_cgroup_reset,
5897                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5898         },
5899         { },    /* terminate */
5900 };
5901
5902 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5903 {
5904         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5905                 do_swap_account = 1;
5906                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5907                                                   memsw_cgroup_files));
5908         }
5909         return 0;
5910 }
5911 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5912
5913 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */