net: drop tcp_memcontrol.c
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree_per_node {
141         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_tree {
145         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
146 };
147
148 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
149
150 /* for OOM */
151 struct mem_cgroup_eventfd_list {
152         struct list_head list;
153         struct eventfd_ctx *eventfd;
154 };
155
156 /*
157  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
158  */
159 struct mem_cgroup_event {
160         /*
161          * memcg which the event belongs to.
162          */
163         struct mem_cgroup *memcg;
164         /*
165          * eventfd to signal userspace about the event.
166          */
167         struct eventfd_ctx *eventfd;
168         /*
169          * Each of these stored in a list by the cgroup.
170          */
171         struct list_head list;
172         /*
173          * register_event() callback will be used to add new userspace
174          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
175          * on eventfd to send notification to userspace.
176          */
177         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
178                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
179         /*
180          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
181          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
182          * if you want provide notification functionality.
183          */
184         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
185                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
186         /*
187          * All fields below needed to unregister event when
188          * userspace closes eventfd.
189          */
190         poll_table pt;
191         wait_queue_head_t *wqh;
192         wait_queue_t wait;
193         struct work_struct remove;
194 };
195
196 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
197 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
198
199 /* Stuffs for move charges at task migration. */
200 /*
201  * Types of charges to be moved.
202  */
203 #define MOVE_ANON       0x1U
204 #define MOVE_FILE       0x2U
205 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
206
207 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
208 static struct move_charge_struct {
209         spinlock_t        lock; /* for from, to */
210         struct mem_cgroup *from;
211         struct mem_cgroup *to;
212         unsigned long flags;
213         unsigned long precharge;
214         unsigned long moved_charge;
215         unsigned long moved_swap;
216         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
217         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
218 } mc = {
219         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
220         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
221 };
222
223 /*
224  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
225  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
226  */
227 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
228 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
229
230 enum charge_type {
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
232         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
233         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
234         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
235         NR_CHARGE_TYPE,
236 };
237
238 /* for encoding cft->private value on file */
239 enum res_type {
240         _MEM,
241         _MEMSWAP,
242         _OOM_TYPE,
243         _KMEM,
244         _TCP,
245 };
246
247 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
248 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
249 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
250 /* Used for OOM nofiier */
251 #define OOM_CONTROL             (0)
252
253 /*
254  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
255  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
256  * appearing has to hold it as well.
257  */
258 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
259
260 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
261 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
262 {
263         if (!memcg)
264                 memcg = root_mem_cgroup;
265         return &memcg->vmpressure;
266 }
267
268 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
269 {
270         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
271 }
272
273 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
274 {
275         return (memcg == root_mem_cgroup);
276 }
277
278 /*
279  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
280  * an unsigned short.
281  */
282 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
283
284 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
285 {
286         return memcg->css.id;
287 }
288
289 /*
290  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
291  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
292  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
293  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
294  */
295 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
296 {
297         struct cgroup_subsys_state *css;
298
299         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
300         return mem_cgroup_from_css(css);
301 }
302
303 #ifndef CONFIG_SLOB
304 /*
305  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
306  * The main reason for not using cgroup id for this:
307  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
308  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
309  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
310  *  200 entry array for that.
311  *
312  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
313  * will double each time we have to increase it.
314  */
315 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
316 int memcg_nr_cache_ids;
317
318 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
319 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
320
321 void memcg_get_cache_ids(void)
322 {
323         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
324 }
325
326 void memcg_put_cache_ids(void)
327 {
328         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
329 }
330
331 /*
332  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
333  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
334  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
335  * tunable, but that is strictly not necessary.
336  *
337  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
338  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
339  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
340  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
341  * increase ours as well if it increases.
342  */
343 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
344 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
345
346 /*
347  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
348  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
349  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
350  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
351  */
352 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
353 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
354
355 #endif /* !CONFIG_SLOB */
356
357 static struct mem_cgroup_per_zone *
358 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
359 {
360         int nid = zone_to_nid(zone);
361         int zid = zone_idx(zone);
362
363         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
364 }
365
366 /**
367  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
368  * @page: page of interest
369  *
370  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
371  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
372  * until it is released.
373  *
374  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
375  * is returned.
376  *
377  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
378  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
379  * association before @page is released even on the default hierarchy;
380  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
381  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
382  * actually true.
383  */
384 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
385 {
386         struct mem_cgroup *memcg;
387
388         memcg = page->mem_cgroup;
389
390         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
391                 memcg = root_mem_cgroup;
392
393         return &memcg->css;
394 }
395
396 /**
397  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
398  * @page: the page
399  *
400  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
401  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
402  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
403  *
404  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
405  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
406  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
407  * do not care (such as procfs interfaces).
408  */
409 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
410 {
411         struct mem_cgroup *memcg;
412         unsigned long ino = 0;
413
414         rcu_read_lock();
415         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
416         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
417                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
418         if (memcg)
419                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
420         rcu_read_unlock();
421         return ino;
422 }
423
424 static struct mem_cgroup_per_zone *
425 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
426 {
427         int nid = page_to_nid(page);
428         int zid = page_zonenum(page);
429
430         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
431 }
432
433 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
434 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
435 {
436         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
437 }
438
439 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
440 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
441 {
442         int nid = page_to_nid(page);
443         int zid = page_zonenum(page);
444
445         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
446 }
447
448 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
449                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
450                                          unsigned long new_usage_in_excess)
451 {
452         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
453         struct rb_node *parent = NULL;
454         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
455
456         if (mz->on_tree)
457                 return;
458
459         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
460         if (!mz->usage_in_excess)
461                 return;
462         while (*p) {
463                 parent = *p;
464                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
465                                         tree_node);
466                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
467                         p = &(*p)->rb_left;
468                 /*
469                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
470                  * limit by the same amount
471                  */
472                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
473                         p = &(*p)->rb_right;
474         }
475         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
476         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
477         mz->on_tree = true;
478 }
479
480 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
481                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
482 {
483         if (!mz->on_tree)
484                 return;
485         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
486         mz->on_tree = false;
487 }
488
489 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
490                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
491 {
492         unsigned long flags;
493
494         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
495         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
496         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
497 }
498
499 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
500 {
501         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
502         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
503         unsigned long excess = 0;
504
505         if (nr_pages > soft_limit)
506                 excess = nr_pages - soft_limit;
507
508         return excess;
509 }
510
511 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
512 {
513         unsigned long excess;
514         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
515         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
516
517         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
518         /*
519          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
520          * because their event counter is not touched.
521          */
522         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
523                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
524                 excess = soft_limit_excess(memcg);
525                 /*
526                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
527                  * mem is over its softlimit.
528                  */
529                 if (excess || mz->on_tree) {
530                         unsigned long flags;
531
532                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
533                         /* if on-tree, remove it */
534                         if (mz->on_tree)
535                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
536                         /*
537                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
538                          * If excess is 0, no tree ops.
539                          */
540                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
541                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
542                 }
543         }
544 }
545
546 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
547 {
548         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
549         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
550         int nid, zid;
551
552         for_each_node(nid) {
553                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
554                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
555                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
556                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
557                 }
558         }
559 }
560
561 static struct mem_cgroup_per_zone *
562 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
563 {
564         struct rb_node *rightmost = NULL;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566
567 retry:
568         mz = NULL;
569         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
570         if (!rightmost)
571                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
572
573         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
574         /*
575          * Remove the node now but someone else can add it back,
576          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
577          * position in the tree.
578          */
579         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
580         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
581             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
582                 goto retry;
583 done:
584         return mz;
585 }
586
587 static struct mem_cgroup_per_zone *
588 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
589 {
590         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
591
592         spin_lock_irq(&mctz->lock);
593         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
594         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
595         return mz;
596 }
597
598 /*
599  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
600  *
601  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
602  *
603  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
604  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
605  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
606  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
607  *
608  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
609  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
610  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
611  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
612  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
613  *
614  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
615  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
616  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
617  * implemented.
618  */
619 static unsigned long
620 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
621 {
622         long val = 0;
623         int cpu;
624
625         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
626         for_each_possible_cpu(cpu)
627                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
628         /*
629          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
630          * transient negative values.
631          */
632         if (val < 0)
633                 val = 0;
634         return val;
635 }
636
637 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
638                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
639 {
640         unsigned long val = 0;
641         int cpu;
642
643         for_each_possible_cpu(cpu)
644                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
645         return val;
646 }
647
648 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
649                                          struct page *page,
650                                          bool compound, int nr_pages)
651 {
652         /*
653          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
654          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
655          */
656         if (PageAnon(page))
657                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
658                                 nr_pages);
659         else
660                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
661                                 nr_pages);
662
663         if (compound) {
664                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
665                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
666                                 nr_pages);
667         }
668
669         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
670         if (nr_pages > 0)
671                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
672         else {
673                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
674                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
675         }
676
677         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
678 }
679
680 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
681                                                   int nid,
682                                                   unsigned int lru_mask)
683 {
684         unsigned long nr = 0;
685         int zid;
686
687         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
688
689         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
690                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
691                 enum lru_list lru;
692
693                 for_each_lru(lru) {
694                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
695                                 continue;
696                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
697                         nr += mz->lru_size[lru];
698                 }
699         }
700         return nr;
701 }
702
703 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
704                         unsigned int lru_mask)
705 {
706         unsigned long nr = 0;
707         int nid;
708
709         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
710                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
711         return nr;
712 }
713
714 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
715                                        enum mem_cgroup_events_target target)
716 {
717         unsigned long val, next;
718
719         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
720         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
721         /* from time_after() in jiffies.h */
722         if ((long)next - (long)val < 0) {
723                 switch (target) {
724                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
725                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
726                         break;
727                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
728                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
729                         break;
730                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
731                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
732                         break;
733                 default:
734                         break;
735                 }
736                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
737                 return true;
738         }
739         return false;
740 }
741
742 /*
743  * Check events in order.
744  *
745  */
746 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
747 {
748         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
749         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
750                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
751                 bool do_softlimit;
752                 bool do_numainfo __maybe_unused;
753
754                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
755                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
756 #if MAX_NUMNODES > 1
757                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
758                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
759 #endif
760                 mem_cgroup_threshold(memcg);
761                 if (unlikely(do_softlimit))
762                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
763 #if MAX_NUMNODES > 1
764                 if (unlikely(do_numainfo))
765                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
766 #endif
767         }
768 }
769
770 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
771 {
772         /*
773          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
774          * if it races with swapoff, page migration, etc.
775          * So this can be called with p == NULL.
776          */
777         if (unlikely(!p))
778                 return NULL;
779
780         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
781 }
782 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
783
784 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
785 {
786         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
787
788         rcu_read_lock();
789         do {
790                 /*
791                  * Page cache insertions can happen withou an
792                  * actual mm context, e.g. during disk probing
793                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
794                  */
795                 if (unlikely(!mm))
796                         memcg = root_mem_cgroup;
797                 else {
798                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
799                         if (unlikely(!memcg))
800                                 memcg = root_mem_cgroup;
801                 }
802         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
803         rcu_read_unlock();
804         return memcg;
805 }
806
807 /**
808  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
809  * @root: hierarchy root
810  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
811  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
812  *
813  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
814  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
815  *
816  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
817  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
818  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
819  *
820  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
821  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
822  * reclaimers operating on the same zone and priority.
823  */
824 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
825                                    struct mem_cgroup *prev,
826                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
827 {
828         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
829         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
830         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
831         struct mem_cgroup *pos = NULL;
832
833         if (mem_cgroup_disabled())
834                 return NULL;
835
836         if (!root)
837                 root = root_mem_cgroup;
838
839         if (prev && !reclaim)
840                 pos = prev;
841
842         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
843                 if (prev)
844                         goto out;
845                 return root;
846         }
847
848         rcu_read_lock();
849
850         if (reclaim) {
851                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
852
853                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
854                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
855
856                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
857                         goto out_unlock;
858
859                 while (1) {
860                         pos = READ_ONCE(iter->position);
861                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
862                                 break;
863                         /*
864                          * css reference reached zero, so iter->position will
865                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
866                          * rely on this happening soon, because ->css_released
867                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
868                          * might block it. So we clear iter->position right
869                          * away.
870                          */
871                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
872                 }
873         }
874
875         if (pos)
876                 css = &pos->css;
877
878         for (;;) {
879                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
880                 if (!css) {
881                         /*
882                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
883                          * new one might jump in right at the end of
884                          * the hierarchy - make sure they see at least
885                          * one group and restart from the beginning.
886                          */
887                         if (!prev)
888                                 continue;
889                         break;
890                 }
891
892                 /*
893                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
894                  * is provided by the caller, so we know it's alive
895                  * and kicking, and don't take an extra reference.
896                  */
897                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
898
899                 if (css == &root->css)
900                         break;
901
902                 if (css_tryget(css)) {
903                         /*
904                          * Make sure the memcg is initialized:
905                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
906                          * initialization against setting the flag.
907                          */
908                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
909                                 break;
910
911                         css_put(css);
912                 }
913
914                 memcg = NULL;
915         }
916
917         if (reclaim) {
918                 /*
919                  * The position could have already been updated by a competing
920                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
921                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
922                  */
923                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
924
925                 if (pos)
926                         css_put(&pos->css);
927
928                 if (!memcg)
929                         iter->generation++;
930                 else if (!prev)
931                         reclaim->generation = iter->generation;
932         }
933
934 out_unlock:
935         rcu_read_unlock();
936 out:
937         if (prev && prev != root)
938                 css_put(&prev->css);
939
940         return memcg;
941 }
942
943 /**
944  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
945  * @root: hierarchy root
946  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
947  */
948 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
949                            struct mem_cgroup *prev)
950 {
951         if (!root)
952                 root = root_mem_cgroup;
953         if (prev && prev != root)
954                 css_put(&prev->css);
955 }
956
957 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
958 {
959         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
960         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
961         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
962         int nid, zid;
963         int i;
964
965         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
966                 for_each_node(nid) {
967                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
968                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
969                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
970                                         iter = &mz->iter[i];
971                                         cmpxchg(&iter->position,
972                                                 dead_memcg, NULL);
973                                 }
974                         }
975                 }
976         }
977 }
978
979 /*
980  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
981  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
982  * be used for reference counting.
983  */
984 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
985         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
986              iter != NULL;                              \
987              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
988
989 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
990         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
991              iter != NULL;                              \
992              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
993
994 /**
995  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
996  * @zone: zone of the wanted lruvec
997  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
998  *
999  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1000  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1001  * is disabled.
1002  */
1003 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1004                                       struct mem_cgroup *memcg)
1005 {
1006         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1007         struct lruvec *lruvec;
1008
1009         if (mem_cgroup_disabled()) {
1010                 lruvec = &zone->lruvec;
1011                 goto out;
1012         }
1013
1014         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1015         lruvec = &mz->lruvec;
1016 out:
1017         /*
1018          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1019          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1020          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1021          */
1022         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1023                 lruvec->zone = zone;
1024         return lruvec;
1025 }
1026
1027 /**
1028  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1029  * @page: the page
1030  * @zone: zone of the page
1031  *
1032  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1033  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1034  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1035  */
1036 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1037 {
1038         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1039         struct mem_cgroup *memcg;
1040         struct lruvec *lruvec;
1041
1042         if (mem_cgroup_disabled()) {
1043                 lruvec = &zone->lruvec;
1044                 goto out;
1045         }
1046
1047         memcg = page->mem_cgroup;
1048         /*
1049          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1050          * possibly migrated - before they are charged.
1051          */
1052         if (!memcg)
1053                 memcg = root_mem_cgroup;
1054
1055         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1056         lruvec = &mz->lruvec;
1057 out:
1058         /*
1059          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1060          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1061          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1062          */
1063         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1064                 lruvec->zone = zone;
1065         return lruvec;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1070  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1071  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1072  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1073  *
1074  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1075  * lru list.
1076  */
1077 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1078                                 int nr_pages)
1079 {
1080         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1081         unsigned long *lru_size;
1082
1083         if (mem_cgroup_disabled())
1084                 return;
1085
1086         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1087         lru_size = mz->lru_size + lru;
1088         *lru_size += nr_pages;
1089         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1090 }
1091
1092 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1093 {
1094         struct mem_cgroup *task_memcg;
1095         struct task_struct *p;
1096         bool ret;
1097
1098         p = find_lock_task_mm(task);
1099         if (p) {
1100                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1101                 task_unlock(p);
1102         } else {
1103                 /*
1104                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1105                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1106                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1107                  */
1108                 rcu_read_lock();
1109                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1110                 css_get(&task_memcg->css);
1111                 rcu_read_unlock();
1112         }
1113         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1114         css_put(&task_memcg->css);
1115         return ret;
1116 }
1117
1118 /**
1119  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1120  * @memcg: the memory cgroup
1121  *
1122  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1123  * pages.
1124  */
1125 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1126 {
1127         unsigned long margin = 0;
1128         unsigned long count;
1129         unsigned long limit;
1130
1131         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1132         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1133         if (count < limit)
1134                 margin = limit - count;
1135
1136         if (do_memsw_account()) {
1137                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1138                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1139                 if (count <= limit)
1140                         margin = min(margin, limit - count);
1141         }
1142
1143         return margin;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1148  *
1149  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1150  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1151  * caused by "move".
1152  */
1153 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1154 {
1155         struct mem_cgroup *from;
1156         struct mem_cgroup *to;
1157         bool ret = false;
1158         /*
1159          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1160          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1161          */
1162         spin_lock(&mc.lock);
1163         from = mc.from;
1164         to = mc.to;
1165         if (!from)
1166                 goto unlock;
1167
1168         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1169                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1170 unlock:
1171         spin_unlock(&mc.lock);
1172         return ret;
1173 }
1174
1175 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1176 {
1177         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1178                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1179                         DEFINE_WAIT(wait);
1180                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1181                         /* moving charge context might have finished. */
1182                         if (mc.moving_task)
1183                                 schedule();
1184                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1185                         return true;
1186                 }
1187         }
1188         return false;
1189 }
1190
1191 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1192 /**
1193  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1194  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1195  * @p: Task that is going to be killed
1196  *
1197  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1198  * enabled
1199  */
1200 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1201 {
1202         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1203         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1204         struct mem_cgroup *iter;
1205         unsigned int i;
1206
1207         mutex_lock(&oom_info_lock);
1208         rcu_read_lock();
1209
1210         if (p) {
1211                 pr_info("Task in ");
1212                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1213                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1214         } else {
1215                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1216         }
1217
1218         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1219         pr_cont("\n");
1220
1221         rcu_read_unlock();
1222
1223         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1224                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1225                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1226         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1227                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1228                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1229         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1230                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1231                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1232
1233         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1234                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1235                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1236                 pr_cont(":");
1237
1238                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1239                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
1240                                 continue;
1241                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1242                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1243                 }
1244
1245                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1246                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1247                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1248
1249                 pr_cont("\n");
1250         }
1251         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1252 }
1253
1254 /*
1255  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1256  * 1(self count) if no children.
1257  */
1258 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1259 {
1260         int num = 0;
1261         struct mem_cgroup *iter;
1262
1263         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1264                 num++;
1265         return num;
1266 }
1267
1268 /*
1269  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1270  */
1271 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1272 {
1273         unsigned long limit;
1274
1275         limit = memcg->memory.limit;
1276         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1277                 unsigned long memsw_limit;
1278
1279                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1280                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1281         }
1282         return limit;
1283 }
1284
1285 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1286                                      int order)
1287 {
1288         struct oom_control oc = {
1289                 .zonelist = NULL,
1290                 .nodemask = NULL,
1291                 .gfp_mask = gfp_mask,
1292                 .order = order,
1293         };
1294         struct mem_cgroup *iter;
1295         unsigned long chosen_points = 0;
1296         unsigned long totalpages;
1297         unsigned int points = 0;
1298         struct task_struct *chosen = NULL;
1299
1300         mutex_lock(&oom_lock);
1301
1302         /*
1303          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1304          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1305          * quickly exit and free its memory.
1306          */
1307         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1308                 mark_oom_victim(current);
1309                 goto unlock;
1310         }
1311
1312         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1313         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1314         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1315                 struct css_task_iter it;
1316                 struct task_struct *task;
1317
1318                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1319                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1320                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1321                         case OOM_SCAN_SELECT:
1322                                 if (chosen)
1323                                         put_task_struct(chosen);
1324                                 chosen = task;
1325                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1326                                 get_task_struct(chosen);
1327                                 /* fall through */
1328                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1329                                 continue;
1330                         case OOM_SCAN_ABORT:
1331                                 css_task_iter_end(&it);
1332                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1333                                 if (chosen)
1334                                         put_task_struct(chosen);
1335                                 goto unlock;
1336                         case OOM_SCAN_OK:
1337                                 break;
1338                         };
1339                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1340                         if (!points || points < chosen_points)
1341                                 continue;
1342                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1343                         if (points == chosen_points &&
1344                             thread_group_leader(chosen))
1345                                 continue;
1346
1347                         if (chosen)
1348                                 put_task_struct(chosen);
1349                         chosen = task;
1350                         chosen_points = points;
1351                         get_task_struct(chosen);
1352                 }
1353                 css_task_iter_end(&it);
1354         }
1355
1356         if (chosen) {
1357                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1358                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1359                                  "Memory cgroup out of memory");
1360         }
1361 unlock:
1362         mutex_unlock(&oom_lock);
1363 }
1364
1365 #if MAX_NUMNODES > 1
1366
1367 /**
1368  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1369  * @memcg: the target memcg
1370  * @nid: the node ID to be checked.
1371  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1372  *
1373  * This function returns whether the specified memcg contains any
1374  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1375  * pages in the node.
1376  */
1377 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1378                 int nid, bool noswap)
1379 {
1380         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1381                 return true;
1382         if (noswap || !total_swap_pages)
1383                 return false;
1384         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1385                 return true;
1386         return false;
1387
1388 }
1389
1390 /*
1391  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1392  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1393  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1394  *
1395  */
1396 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1397 {
1398         int nid;
1399         /*
1400          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1401          * pagein/pageout changes since the last update.
1402          */
1403         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1404                 return;
1405         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1406                 return;
1407
1408         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1409         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1410
1411         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1412
1413                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1414                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1415         }
1416
1417         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1418         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1423  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1424  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1425  *
1426  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1427  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1428  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1429  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1430  *
1431  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1432  */
1433 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1434 {
1435         int node;
1436
1437         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1438         node = memcg->last_scanned_node;
1439
1440         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1441         if (node == MAX_NUMNODES)
1442                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1443         /*
1444          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1445          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1446          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1447          * we use curret node.
1448          */
1449         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1450                 node = numa_node_id();
1451
1452         memcg->last_scanned_node = node;
1453         return node;
1454 }
1455 #else
1456 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         return 0;
1459 }
1460 #endif
1461
1462 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1463                                    struct zone *zone,
1464                                    gfp_t gfp_mask,
1465                                    unsigned long *total_scanned)
1466 {
1467         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1468         int total = 0;
1469         int loop = 0;
1470         unsigned long excess;
1471         unsigned long nr_scanned;
1472         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1473                 .zone = zone,
1474                 .priority = 0,
1475         };
1476
1477         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1478
1479         while (1) {
1480                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1481                 if (!victim) {
1482                         loop++;
1483                         if (loop >= 2) {
1484                                 /*
1485                                  * If we have not been able to reclaim
1486                                  * anything, it might because there are
1487                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1488                                  */
1489                                 if (!total)
1490                                         break;
1491                                 /*
1492                                  * We want to do more targeted reclaim.
1493                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1494                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1495                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1496                                  */
1497                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1498                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1499                                         break;
1500                         }
1501                         continue;
1502                 }
1503                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1504                                                      zone, &nr_scanned);
1505                 *total_scanned += nr_scanned;
1506                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1507                         break;
1508         }
1509         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1510         return total;
1511 }
1512
1513 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1514 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1515         .name = "memcg_oom_lock",
1516 };
1517 #endif
1518
1519 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1520
1521 /*
1522  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1523  * If someone is running, return false.
1524  */
1525 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1526 {
1527         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1528
1529         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1530
1531         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1532                 if (iter->oom_lock) {
1533                         /*
1534                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1535                          * so we cannot give a lock.
1536                          */
1537                         failed = iter;
1538                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1539                         break;
1540                 } else
1541                         iter->oom_lock = true;
1542         }
1543
1544         if (failed) {
1545                 /*
1546                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1547                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1548                  */
1549                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1550                         if (iter == failed) {
1551                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1552                                 break;
1553                         }
1554                         iter->oom_lock = false;
1555                 }
1556         } else
1557                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1558
1559         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1560
1561         return !failed;
1562 }
1563
1564 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1565 {
1566         struct mem_cgroup *iter;
1567
1568         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1569         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1570         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1571                 iter->oom_lock = false;
1572         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1573 }
1574
1575 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1576 {
1577         struct mem_cgroup *iter;
1578
1579         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1580         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1581                 iter->under_oom++;
1582         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1583 }
1584
1585 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         struct mem_cgroup *iter;
1588
1589         /*
1590          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1591          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1592          */
1593         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1594         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1595                 if (iter->under_oom > 0)
1596                         iter->under_oom--;
1597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1598 }
1599
1600 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1601
1602 struct oom_wait_info {
1603         struct mem_cgroup *memcg;
1604         wait_queue_t    wait;
1605 };
1606
1607 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1608         unsigned mode, int sync, void *arg)
1609 {
1610         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1611         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1612         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1613
1614         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1615         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1616
1617         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1618             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1619                 return 0;
1620         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1621 }
1622
1623 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1624 {
1625         /*
1626          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1627          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1628          * this function is called as a result of userland actions
1629          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1630          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1631          * triggering notification.
1632          */
1633         if (memcg && memcg->under_oom)
1634                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1635 }
1636
1637 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1638 {
1639         if (!current->memcg_may_oom)
1640                 return;
1641         /*
1642          * We are in the middle of the charge context here, so we
1643          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1644          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1645          *
1646          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1647          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1648          * invocation might not even be necessary.
1649          *
1650          * That's why we don't do anything here except remember the
1651          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1652          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1653          * and when we know whether the fault was overall successful.
1654          */
1655         css_get(&memcg->css);
1656         current->memcg_in_oom = memcg;
1657         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1658         current->memcg_oom_order = order;
1659 }
1660
1661 /**
1662  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1663  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1664  *
1665  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1666  * handler was enabled.
1667  *
1668  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1669  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1670  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1671  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1672  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1673  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1674  *
1675  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1676  * completed, %false otherwise.
1677  */
1678 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1679 {
1680         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1681         struct oom_wait_info owait;
1682         bool locked;
1683
1684         /* OOM is global, do not handle */
1685         if (!memcg)
1686                 return false;
1687
1688         if (!handle || oom_killer_disabled)
1689                 goto cleanup;
1690
1691         owait.memcg = memcg;
1692         owait.wait.flags = 0;
1693         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1694         owait.wait.private = current;
1695         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1696
1697         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1698         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1699
1700         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1701
1702         if (locked)
1703                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1704
1705         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1706                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1707                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1708                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1709                                          current->memcg_oom_order);
1710         } else {
1711                 schedule();
1712                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1713                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1714         }
1715
1716         if (locked) {
1717                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1718                 /*
1719                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1720                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1721                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1722                  */
1723                 memcg_oom_recover(memcg);
1724         }
1725 cleanup:
1726         current->memcg_in_oom = NULL;
1727         css_put(&memcg->css);
1728         return true;
1729 }
1730
1731 /**
1732  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1733  * @page: page that is going to change accounted state
1734  *
1735  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1736  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1737  * being moved to another memcg:
1738  *
1739  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1740  *   if (TestClearPageState(page))
1741  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1742  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1743  */
1744 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1745 {
1746         struct mem_cgroup *memcg;
1747         unsigned long flags;
1748
1749         /*
1750          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1751          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1752          * because page moving starts with an RCU grace period.
1753          *
1754          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1755          * the page state that is going to change is the only thing
1756          * preventing the page from being uncharged.
1757          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1758          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1759          * account transaction might be complete.
1760          */
1761         rcu_read_lock();
1762
1763         if (mem_cgroup_disabled())
1764                 return NULL;
1765 again:
1766         memcg = page->mem_cgroup;
1767         if (unlikely(!memcg))
1768                 return NULL;
1769
1770         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1771                 return memcg;
1772
1773         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1774         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1775                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1776                 goto again;
1777         }
1778
1779         /*
1780          * When charge migration first begins, we can have locked and
1781          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1782          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1783          */
1784         memcg->move_lock_task = current;
1785         memcg->move_lock_flags = flags;
1786
1787         return memcg;
1788 }
1789 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1790
1791 /**
1792  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1793  * @memcg: the memcg that was accounted against
1794  */
1795 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1796 {
1797         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1798                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1799
1800                 memcg->move_lock_task = NULL;
1801                 memcg->move_lock_flags = 0;
1802
1803                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1804         }
1805
1806         rcu_read_unlock();
1807 }
1808 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1809
1810 /*
1811  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1812  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1813  */
1814 #define CHARGE_BATCH    32U
1815 struct memcg_stock_pcp {
1816         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1817         unsigned int nr_pages;
1818         struct work_struct work;
1819         unsigned long flags;
1820 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1821 };
1822 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1823 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1824
1825 /**
1826  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1827  * @memcg: memcg to consume from.
1828  * @nr_pages: how many pages to charge.
1829  *
1830  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1831  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1832  * service an allocation will refill the stock.
1833  *
1834  * returns true if successful, false otherwise.
1835  */
1836 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1837 {
1838         struct memcg_stock_pcp *stock;
1839         bool ret = false;
1840
1841         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1842                 return ret;
1843
1844         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1845         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1846                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1847                 ret = true;
1848         }
1849         put_cpu_var(memcg_stock);
1850         return ret;
1851 }
1852
1853 /*
1854  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1855  */
1856 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1857 {
1858         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1859
1860         if (stock->nr_pages) {
1861                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1862                 if (do_memsw_account())
1863                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1864                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1865                 stock->nr_pages = 0;
1866         }
1867         stock->cached = NULL;
1868 }
1869
1870 /*
1871  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1872  * a thread which is pinned to local cpu.
1873  */
1874 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1875 {
1876         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1877         drain_stock(stock);
1878         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1879 }
1880
1881 /*
1882  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1883  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1884  */
1885 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1886 {
1887         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1888
1889         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1890                 drain_stock(stock);
1891                 stock->cached = memcg;
1892         }
1893         stock->nr_pages += nr_pages;
1894         put_cpu_var(memcg_stock);
1895 }
1896
1897 /*
1898  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1899  * of the hierarchy under it.
1900  */
1901 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1902 {
1903         int cpu, curcpu;
1904
1905         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1906         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1907                 return;
1908         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1909         get_online_cpus();
1910         curcpu = get_cpu();
1911         for_each_online_cpu(cpu) {
1912                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1913                 struct mem_cgroup *memcg;
1914
1915                 memcg = stock->cached;
1916                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1917                         continue;
1918                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1919                         continue;
1920                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1921                         if (cpu == curcpu)
1922                                 drain_local_stock(&stock->work);
1923                         else
1924                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1925                 }
1926         }
1927         put_cpu();
1928         put_online_cpus();
1929         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1930 }
1931
1932 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1933                                         unsigned long action,
1934                                         void *hcpu)
1935 {
1936         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1937         struct memcg_stock_pcp *stock;
1938
1939         if (action == CPU_ONLINE)
1940                 return NOTIFY_OK;
1941
1942         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1943                 return NOTIFY_OK;
1944
1945         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1946         drain_stock(stock);
1947         return NOTIFY_OK;
1948 }
1949
1950 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1951                          unsigned int nr_pages,
1952                          gfp_t gfp_mask)
1953 {
1954         do {
1955                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1956                         continue;
1957                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1958                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1959         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1960 }
1961
1962 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1963 {
1964         struct mem_cgroup *memcg;
1965
1966         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1967         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1972  * and reclaims memory over the high limit.
1973  */
1974 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1975 {
1976         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1977         struct mem_cgroup *memcg;
1978
1979         if (likely(!nr_pages))
1980                 return;
1981
1982         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1983         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1984         css_put(&memcg->css);
1985         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1986 }
1987
1988 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1989                       unsigned int nr_pages)
1990 {
1991         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1992         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1993         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1994         struct page_counter *counter;
1995         unsigned long nr_reclaimed;
1996         bool may_swap = true;
1997         bool drained = false;
1998
1999         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2000                 return 0;
2001 retry:
2002         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2003                 return 0;
2004
2005         if (!do_memsw_account() ||
2006             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2007                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2008                         goto done_restock;
2009                 if (do_memsw_account())
2010                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2011                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2012         } else {
2013                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2014                 may_swap = false;
2015         }
2016
2017         if (batch > nr_pages) {
2018                 batch = nr_pages;
2019                 goto retry;
2020         }
2021
2022         /*
2023          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2024          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2025          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2026          * free their memory.
2027          */
2028         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2029                      fatal_signal_pending(current) ||
2030                      current->flags & PF_EXITING))
2031                 goto force;
2032
2033         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2034                 goto nomem;
2035
2036         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2037                 goto nomem;
2038
2039         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2040
2041         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2042                                                     gfp_mask, may_swap);
2043
2044         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2045                 goto retry;
2046
2047         if (!drained) {
2048                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2049                 drained = true;
2050                 goto retry;
2051         }
2052
2053         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2054                 goto nomem;
2055         /*
2056          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2057          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2058          * before killing the task.
2059          *
2060          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2061          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2062          * to regular pages anyway in case of failure.
2063          */
2064         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2065                 goto retry;
2066         /*
2067          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2068          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2069          */
2070         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2071                 goto retry;
2072
2073         if (nr_retries--)
2074                 goto retry;
2075
2076         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2077                 goto force;
2078
2079         if (fatal_signal_pending(current))
2080                 goto force;
2081
2082         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2083
2084         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2085                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2086 nomem:
2087         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2088                 return -ENOMEM;
2089 force:
2090         /*
2091          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2092          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2093          * temporarily by force charging it.
2094          */
2095         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2096         if (do_memsw_account())
2097                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2098         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2099
2100         return 0;
2101
2102 done_restock:
2103         css_get_many(&memcg->css, batch);
2104         if (batch > nr_pages)
2105                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2106
2107         /*
2108          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2109          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2110          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2111          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2112          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2113          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2114          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2115          */
2116         do {
2117                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2118                         /* Don't bother a random interrupted task */
2119                         if (in_interrupt()) {
2120                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2121                                 break;
2122                         }
2123                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2124                         set_notify_resume(current);
2125                         break;
2126                 }
2127         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2128
2129         return 0;
2130 }
2131
2132 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2133 {
2134         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2135                 return;
2136
2137         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2138         if (do_memsw_account())
2139                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2140
2141         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2142 }
2143
2144 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2145 {
2146         struct zone *zone = page_zone(page);
2147
2148         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2149         if (PageLRU(page)) {
2150                 struct lruvec *lruvec;
2151
2152                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2153                 ClearPageLRU(page);
2154                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2155                 *isolated = 1;
2156         } else
2157                 *isolated = 0;
2158 }
2159
2160 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2161 {
2162         struct zone *zone = page_zone(page);
2163
2164         if (isolated) {
2165                 struct lruvec *lruvec;
2166
2167                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2168                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2169                 SetPageLRU(page);
2170                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2171         }
2172         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2173 }
2174
2175 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2176                           bool lrucare)
2177 {
2178         int isolated;
2179
2180         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2181
2182         /*
2183          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2184          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2185          */
2186         if (lrucare)
2187                 lock_page_lru(page, &isolated);
2188
2189         /*
2190          * Nobody should be changing or seriously looking at
2191          * page->mem_cgroup at this point:
2192          *
2193          * - the page is uncharged
2194          *
2195          * - the page is off-LRU
2196          *
2197          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2198          *   a locked page table
2199          *
2200          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2201          *   have the page locked
2202          */
2203         page->mem_cgroup = memcg;
2204
2205         if (lrucare)
2206                 unlock_page_lru(page, isolated);
2207 }
2208
2209 #ifndef CONFIG_SLOB
2210 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2211 {
2212         int id, size;
2213         int err;
2214
2215         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2216                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2217         if (id < 0)
2218                 return id;
2219
2220         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2221                 return id;
2222
2223         /*
2224          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2225          * so we have to grow them.
2226          */
2227         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2228
2229         size = 2 * (id + 1);
2230         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2231                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2232         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2233                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2234
2235         err = memcg_update_all_caches(size);
2236         if (!err)
2237                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2238         if (!err)
2239                 memcg_nr_cache_ids = size;
2240
2241         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2242
2243         if (err) {
2244                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2245                 return err;
2246         }
2247         return id;
2248 }
2249
2250 static void memcg_free_cache_id(int id)
2251 {
2252         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2253 }
2254
2255 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2256         struct mem_cgroup *memcg;
2257         struct kmem_cache *cachep;
2258         struct work_struct work;
2259 };
2260
2261 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2262 {
2263         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2264                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2265         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2266         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2267
2268         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2269
2270         css_put(&memcg->css);
2271         kfree(cw);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2276  */
2277 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2278                                                struct kmem_cache *cachep)
2279 {
2280         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2281
2282         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2283         if (!cw)
2284                 return;
2285
2286         css_get(&memcg->css);
2287
2288         cw->memcg = memcg;
2289         cw->cachep = cachep;
2290         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2291
2292         schedule_work(&cw->work);
2293 }
2294
2295 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2296                                              struct kmem_cache *cachep)
2297 {
2298         /*
2299          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2300          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2301          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2302          *
2303          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2304          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2305          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2306          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2307          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2308          */
2309         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2310         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2311         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2312 }
2313
2314 /*
2315  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2316  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2317  *
2318  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2319  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2320  * in a workqueue.
2321  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2322  * the original cache.
2323  *
2324  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2325  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2326  */
2327 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2328 {
2329         struct mem_cgroup *memcg;
2330         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2331         int kmemcg_id;
2332
2333         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2334
2335         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2336                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2337
2338         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2339                 return cachep;
2340
2341         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2342                 return cachep;
2343
2344         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2345         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2346         if (kmemcg_id < 0)
2347                 goto out;
2348
2349         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2350         if (likely(memcg_cachep))
2351                 return memcg_cachep;
2352
2353         /*
2354          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2355          * context), we could be be predictable and return right away.
2356          * This would guarantee that the allocation being performed
2357          * already belongs in the new cache.
2358          *
2359          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2360          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2361          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2362          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2363          * defer everything.
2364          */
2365         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2366 out:
2367         css_put(&memcg->css);
2368         return cachep;
2369 }
2370
2371 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2372 {
2373         if (!is_root_cache(cachep))
2374                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2375 }
2376
2377 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2378                               struct mem_cgroup *memcg)
2379 {
2380         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2381         struct page_counter *counter;
2382         int ret;
2383
2384         if (!memcg_kmem_online(memcg))
2385                 return 0;
2386
2387         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2388         if (ret)
2389                 return ret;
2390
2391         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2392             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2393                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2394                 return -ENOMEM;
2395         }
2396
2397         page->mem_cgroup = memcg;
2398
2399         return 0;
2400 }
2401
2402 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2403 {
2404         struct mem_cgroup *memcg;
2405         int ret;
2406
2407         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2408         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2409         css_put(&memcg->css);
2410         return ret;
2411 }
2412
2413 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2414 {
2415         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2416         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2417
2418         if (!memcg)
2419                 return;
2420
2421         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2422
2423         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2424                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2425
2426         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2427         if (do_memsw_account())
2428                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2429
2430         page->mem_cgroup = NULL;
2431         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2432 }
2433 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2434
2435 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2436
2437 /*
2438  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2439  * zone->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2440  */
2441 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2442 {
2443         int i;
2444
2445         if (mem_cgroup_disabled())
2446                 return;
2447
2448         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2449                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2450
2451         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2452                        HPAGE_PMD_NR);
2453 }
2454 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2455
2456 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2457 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2458                                          bool charge)
2459 {
2460         int val = (charge) ? 1 : -1;
2461         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2462 }
2463
2464 /**
2465  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2466  * @entry: swap entry to be moved
2467  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2468  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2469  *
2470  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2471  * as the mem_cgroup's id of @from.
2472  *
2473  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2474  *
2475  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2476  * both res and memsw, and called css_get().
2477  */
2478 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2479                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2480 {
2481         unsigned short old_id, new_id;
2482
2483         old_id = mem_cgroup_id(from);
2484         new_id = mem_cgroup_id(to);
2485
2486         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2487                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2488                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2489                 return 0;
2490         }
2491         return -EINVAL;
2492 }
2493 #else
2494 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2495                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2496 {
2497         return -EINVAL;
2498 }
2499 #endif
2500
2501 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2502
2503 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2504                                    unsigned long limit)
2505 {
2506         unsigned long curusage;
2507         unsigned long oldusage;
2508         bool enlarge = false;
2509         int retry_count;
2510         int ret;
2511
2512         /*
2513          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2514          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2515          * of # of children which we should visit in this loop.
2516          */
2517         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2518                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2519
2520         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2521
2522         do {
2523                 if (signal_pending(current)) {
2524                         ret = -EINTR;
2525                         break;
2526                 }
2527
2528                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2529                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2530                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2531                         ret = -EINVAL;
2532                         break;
2533                 }
2534                 if (limit > memcg->memory.limit)
2535                         enlarge = true;
2536                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2537                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2538
2539                 if (!ret)
2540                         break;
2541
2542                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2543
2544                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2545                 /* Usage is reduced ? */
2546                 if (curusage >= oldusage)
2547                         retry_count--;
2548                 else
2549                         oldusage = curusage;
2550         } while (retry_count);
2551
2552         if (!ret && enlarge)
2553                 memcg_oom_recover(memcg);
2554
2555         return ret;
2556 }
2557
2558 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2559                                          unsigned long limit)
2560 {
2561         unsigned long curusage;
2562         unsigned long oldusage;
2563         bool enlarge = false;
2564         int retry_count;
2565         int ret;
2566
2567         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2568         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2569                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2570
2571         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2572
2573         do {
2574                 if (signal_pending(current)) {
2575                         ret = -EINTR;
2576                         break;
2577                 }
2578
2579                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2580                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2581                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2582                         ret = -EINVAL;
2583                         break;
2584                 }
2585                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2586                         enlarge = true;
2587                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2588                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2589
2590                 if (!ret)
2591                         break;
2592
2593                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2594
2595                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2596                 /* Usage is reduced ? */
2597                 if (curusage >= oldusage)
2598                         retry_count--;
2599                 else
2600                         oldusage = curusage;
2601         } while (retry_count);
2602
2603         if (!ret && enlarge)
2604                 memcg_oom_recover(memcg);
2605
2606         return ret;
2607 }
2608
2609 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2610                                             gfp_t gfp_mask,
2611                                             unsigned long *total_scanned)
2612 {
2613         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2614         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2615         unsigned long reclaimed;
2616         int loop = 0;
2617         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2618         unsigned long excess;
2619         unsigned long nr_scanned;
2620
2621         if (order > 0)
2622                 return 0;
2623
2624         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2625         /*
2626          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2627          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2628          * pressure
2629          */
2630         do {
2631                 if (next_mz)
2632                         mz = next_mz;
2633                 else
2634                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2635                 if (!mz)
2636                         break;
2637
2638                 nr_scanned = 0;
2639                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2640                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2641                 nr_reclaimed += reclaimed;
2642                 *total_scanned += nr_scanned;
2643                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2644                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2645
2646                 /*
2647                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2648                  * it is time to move on to the next cgroup
2649                  */
2650                 next_mz = NULL;
2651                 if (!reclaimed)
2652                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2653
2654                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2655                 /*
2656                  * One school of thought says that we should not add
2657                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2658                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2659                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2660                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2661                  * term TODO.
2662                  */
2663                 /* If excess == 0, no tree ops */
2664                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2665                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2666                 css_put(&mz->memcg->css);
2667                 loop++;
2668                 /*
2669                  * Could not reclaim anything and there are no more
2670                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2671                  * reclaiming anything.
2672                  */
2673                 if (!nr_reclaimed &&
2674                         (next_mz == NULL ||
2675                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2676                         break;
2677         } while (!nr_reclaimed);
2678         if (next_mz)
2679                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2680         return nr_reclaimed;
2681 }
2682
2683 /*
2684  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2685  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2686  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2687  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2688  */
2689 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2690 {
2691         bool ret;
2692
2693         /*
2694          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2695          * it prevents a new child from being initialized based on this
2696          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2697          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2698          */
2699         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2700
2701         rcu_read_lock();
2702         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2703         rcu_read_unlock();
2704         return ret;
2705 }
2706
2707 /*
2708  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2709  * the rest to the parent.
2710  *
2711  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2712  */
2713 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2714 {
2715         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2716
2717         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2718         lru_add_drain_all();
2719         /* try to free all pages in this cgroup */
2720         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2721                 int progress;
2722
2723                 if (signal_pending(current))
2724                         return -EINTR;
2725
2726                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2727                                                         GFP_KERNEL, true);
2728                 if (!progress) {
2729                         nr_retries--;
2730                         /* maybe some writeback is necessary */
2731                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2732                 }
2733
2734         }
2735
2736         return 0;
2737 }
2738
2739 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2740                                             char *buf, size_t nbytes,
2741                                             loff_t off)
2742 {
2743         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2744
2745         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2746                 return -EINVAL;
2747         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2748 }
2749
2750 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2751                                      struct cftype *cft)
2752 {
2753         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2754 }
2755
2756 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2757                                       struct cftype *cft, u64 val)
2758 {
2759         int retval = 0;
2760         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2761         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2762
2763         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2764
2765         if (memcg->use_hierarchy == val)
2766                 goto out;
2767
2768         /*
2769          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2770          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2771          * occur, provided the current cgroup has no children.
2772          *
2773          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2774          * set if there are no children.
2775          */
2776         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2777                                 (val == 1 || val == 0)) {
2778                 if (!memcg_has_children(memcg))
2779                         memcg->use_hierarchy = val;
2780                 else
2781                         retval = -EBUSY;
2782         } else
2783                 retval = -EINVAL;
2784
2785 out:
2786         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2787
2788         return retval;
2789 }
2790
2791 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2792                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2793 {
2794         struct mem_cgroup *iter;
2795         unsigned long val = 0;
2796
2797         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2798                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2799
2800         return val;
2801 }
2802
2803 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2804 {
2805         unsigned long val;
2806
2807         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2808                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2809                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2810                 if (swap)
2811                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2812         } else {
2813                 if (!swap)
2814                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2815                 else
2816                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2817         }
2818         return val;
2819 }
2820
2821 enum {
2822         RES_USAGE,
2823         RES_LIMIT,
2824         RES_MAX_USAGE,
2825         RES_FAILCNT,
2826         RES_SOFT_LIMIT,
2827 };
2828
2829 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2830                                struct cftype *cft)
2831 {
2832         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2833         struct page_counter *counter;
2834
2835         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2836         case _MEM:
2837                 counter = &memcg->memory;
2838                 break;
2839         case _MEMSWAP:
2840                 counter = &memcg->memsw;
2841                 break;
2842         case _KMEM:
2843                 counter = &memcg->kmem;
2844                 break;
2845 #if defined(CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
2846         case _TCP:
2847                 counter = &memcg->tcp_mem.memory_allocated;
2848                 break;
2849 #endif
2850         default:
2851                 BUG();
2852         }
2853
2854         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2855         case RES_USAGE:
2856                 if (counter == &memcg->memory)
2857                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2858                 if (counter == &memcg->memsw)
2859                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2860                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2861         case RES_LIMIT:
2862                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2863         case RES_MAX_USAGE:
2864                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2865         case RES_FAILCNT:
2866                 return counter->failcnt;
2867         case RES_SOFT_LIMIT:
2868                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2869         default:
2870                 BUG();
2871         }
2872 }
2873
2874 #ifndef CONFIG_SLOB
2875 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2876 {
2877         int err = 0;
2878         int memcg_id;
2879
2880         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2881         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2882
2883         /*
2884          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2885          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2886          * already joined.
2887          *
2888          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2889          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2890          * place, which makes the value quite meaningless.
2891          *
2892          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2893          * of course permitted.
2894          */
2895         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2896         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2897             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2898                 err = -EBUSY;
2899         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2900         if (err)
2901                 goto out;
2902
2903         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2904         if (memcg_id < 0) {
2905                 err = memcg_id;
2906                 goto out;
2907         }
2908
2909         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2910         /*
2911          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2912          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2913          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2914          * patched.
2915          */
2916         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2917         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2918 out:
2919         return err;
2920 }
2921
2922 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         int ret = 0;
2925         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2926
2927         if (!parent)
2928                 return 0;
2929
2930         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2931         /*
2932          * If the parent cgroup is not kmem-online now, it cannot be
2933          * onlined after this point, because it has at least one child
2934          * already.
2935          */
2936         if (memcg_kmem_online(parent) ||
2937             (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nokmem))
2938                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2939         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2940         return ret;
2941 }
2942
2943 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2944 {
2945         struct cgroup_subsys_state *css;
2946         struct mem_cgroup *parent, *child;
2947         int kmemcg_id;
2948
2949         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2950                 return;
2951         /*
2952          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2953          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2954          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2955          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2956          */
2957         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2958
2959         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2960
2961         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2962         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2963
2964         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2965         if (!parent)
2966                 parent = root_mem_cgroup;
2967
2968         /*
2969          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2970          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2971          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2972          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2973          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2974          * memcg_drain_all_list_lrus().
2975          */
2976         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2977                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2978                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2979                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2980                 if (!memcg->use_hierarchy)
2981                         break;
2982         }
2983         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2984
2985         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2986 }
2987
2988 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2989 {
2990         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2991                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2992                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2993                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2994         }
2995 }
2996 #else
2997 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2998 {
2999         return 0;
3000 }
3001 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3002 {
3003 }
3004 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3005 {
3006 }
3007 #endif /* !CONFIG_SLOB */
3008
3009 #ifdef CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM
3010 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3011                                    unsigned long limit)
3012 {
3013         int ret;
3014
3015         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3016         /* Top-level cgroup doesn't propagate from root */
3017         if (!memcg_kmem_online(memcg)) {
3018                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
3019                 if (ret)
3020                         goto out;
3021         }
3022         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3023 out:
3024         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3025         return ret;
3026 }
3027 #else
3028 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3029                                    unsigned long limit)
3030 {
3031         return -EINVAL;
3032 }
3033 #endif /* CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM */
3034
3035
3036 #if defined(CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
3037 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
3038 {
3039         int ret;
3040
3041         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3042
3043         ret = page_counter_limit(&memcg->tcp_mem.memory_allocated, limit);
3044         if (ret)
3045                 goto out;
3046
3047         if (!memcg->tcp_mem.active) {
3048                 /*
3049                  * The active flag needs to be written after the static_key
3050                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3051                  * function is the last one to run. See sock_update_memcg() for
3052                  * details, and note that we don't mark any socket as belonging
3053                  * to this memcg until that flag is up.
3054                  *
3055                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3056                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3057                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3058                  * yet, we'll lose accounting.
3059                  *
3060                  * We never race with the readers in sock_update_memcg(),
3061                  * because when this value change, the code to process it is not
3062                  * patched in yet.
3063                  */
3064                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3065                 memcg->tcp_mem.active = true;
3066         }
3067 out:
3068         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3069         return ret;
3070 }
3071 #else
3072 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
3073 {
3074         return -EINVAL;
3075 }
3076 #endif /* CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM && CONFIG_INET */
3077
3078 /*
3079  * The user of this function is...
3080  * RES_LIMIT.
3081  */
3082 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3083                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3084 {
3085         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3086         unsigned long nr_pages;
3087         int ret;
3088
3089         buf = strstrip(buf);
3090         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3091         if (ret)
3092                 return ret;
3093
3094         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3095         case RES_LIMIT:
3096                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3097                         ret = -EINVAL;
3098                         break;
3099                 }
3100                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3101                 case _MEM:
3102                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3103                         break;
3104                 case _MEMSWAP:
3105                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3106                         break;
3107                 case _KMEM:
3108                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3109                         break;
3110                 case _TCP:
3111                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3112                         break;
3113                 }
3114                 break;
3115         case RES_SOFT_LIMIT:
3116                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3117                 ret = 0;
3118                 break;
3119         }
3120         return ret ?: nbytes;
3121 }
3122
3123 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3124                                 size_t nbytes, loff_t off)
3125 {
3126         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3127         struct page_counter *counter;
3128
3129         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3130         case _MEM:
3131                 counter = &memcg->memory;
3132                 break;
3133         case _MEMSWAP:
3134                 counter = &memcg->memsw;
3135                 break;
3136         case _KMEM:
3137                 counter = &memcg->kmem;
3138                 break;
3139 #if defined(CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
3140         case _TCP:
3141                 counter = &memcg->tcp_mem.memory_allocated;
3142                 break;
3143 #endif
3144         default:
3145                 BUG();
3146         }
3147
3148         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3149         case RES_MAX_USAGE:
3150                 page_counter_reset_watermark(counter);
3151                 break;
3152         case RES_FAILCNT:
3153                 counter->failcnt = 0;
3154                 break;
3155         default:
3156                 BUG();
3157         }
3158
3159         return nbytes;
3160 }
3161
3162 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3163                                         struct cftype *cft)
3164 {
3165         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3166 }
3167
3168 #ifdef CONFIG_MMU
3169 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3170                                         struct cftype *cft, u64 val)
3171 {
3172         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3173
3174         if (val & ~MOVE_MASK)
3175                 return -EINVAL;
3176
3177         /*
3178          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3179          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3180          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3181          * affect task migrations starting after the change.
3182          */
3183         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3184         return 0;
3185 }
3186 #else
3187 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3188                                         struct cftype *cft, u64 val)
3189 {
3190         return -ENOSYS;
3191 }
3192 #endif
3193
3194 #ifdef CONFIG_NUMA
3195 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3196 {
3197         struct numa_stat {
3198                 const char *name;
3199                 unsigned int lru_mask;
3200         };
3201
3202         static const struct numa_stat stats[] = {
3203                 { "total", LRU_ALL },
3204                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3205                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3206                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3207         };
3208         const struct numa_stat *stat;
3209         int nid;
3210         unsigned long nr;
3211         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3212
3213         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3214                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3215                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3216                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3217                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3218                                                           stat->lru_mask);
3219                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3220                 }
3221                 seq_putc(m, '\n');
3222         }
3223
3224         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3225                 struct mem_cgroup *iter;
3226
3227                 nr = 0;
3228                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3229                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3230                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3231                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3232                         nr = 0;
3233                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3234                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3235                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3236                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3237                 }
3238                 seq_putc(m, '\n');
3239         }
3240
3241         return 0;
3242 }
3243 #endif /* CONFIG_NUMA */
3244
3245 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3246 {
3247         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3248         unsigned long memory, memsw;
3249         struct mem_cgroup *mi;
3250         unsigned int i;
3251
3252         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3253                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3254         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3255                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3256         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3257
3258         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3259                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3260                         continue;
3261                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3262                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3263         }
3264
3265         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3266                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3267                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3268
3269         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3270                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3271                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3272
3273         /* Hierarchical information */
3274         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3275         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3276                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3277                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3278         }
3279         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3280                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3281         if (do_memsw_account())
3282                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3283                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3284
3285         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3286                 unsigned long long val = 0;
3287
3288                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3289                         continue;
3290                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3291                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3292                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3293         }
3294
3295         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3296                 unsigned long long val = 0;
3297
3298                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3299                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3300                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3301                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3302         }
3303
3304         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3305                 unsigned long long val = 0;
3306
3307                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3308                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3309                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3310         }
3311
3312 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3313         {
3314                 int nid, zid;
3315                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3316                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3317                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3318                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3319
3320                 for_each_online_node(nid)
3321                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3322                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3323                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3324
3325                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3326                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3327                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3328                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3329                         }
3330                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3331                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3332                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3333                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3334         }
3335 #endif
3336
3337         return 0;
3338 }
3339
3340 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3341                                       struct cftype *cft)
3342 {
3343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3344
3345         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3346 }
3347
3348 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3349                                        struct cftype *cft, u64 val)
3350 {
3351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3352
3353         if (val > 100)
3354                 return -EINVAL;
3355
3356         if (css->parent)
3357                 memcg->swappiness = val;
3358         else
3359                 vm_swappiness = val;
3360
3361         return 0;
3362 }
3363
3364 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3365 {
3366         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3367         unsigned long usage;
3368         int i;
3369
3370         rcu_read_lock();
3371         if (!swap)
3372                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3373         else
3374                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3375
3376         if (!t)
3377                 goto unlock;
3378
3379         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3380
3381         /*
3382          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3383          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3384          * call of __mem_cgroup_threshold().
3385          */
3386         i = t->current_threshold;
3387
3388         /*
3389          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3390          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3391          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3392          * only one element of the array here.
3393          */
3394         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3395                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3396
3397         /* i = current_threshold + 1 */
3398         i++;
3399
3400         /*
3401          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3402          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3403          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3404          * only one element of the array here.
3405          */
3406         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3407                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3408
3409         /* Update current_threshold */
3410         t->current_threshold = i - 1;
3411 unlock:
3412         rcu_read_unlock();
3413 }
3414
3415 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3416 {
3417         while (memcg) {
3418                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3419                 if (do_memsw_account())
3420                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3421
3422                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3423         }
3424 }
3425
3426 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3427 {
3428         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3429         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3430
3431         if (_a->threshold > _b->threshold)
3432                 return 1;
3433
3434         if (_a->threshold < _b->threshold)
3435                 return -1;
3436
3437         return 0;
3438 }
3439
3440 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3441 {
3442         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3443
3444         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3445
3446         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3447                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3448
3449         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3450         return 0;
3451 }
3452
3453 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3454 {
3455         struct mem_cgroup *iter;
3456
3457         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3458                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3459 }
3460
3461 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3462         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3463 {
3464         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3465         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3466         unsigned long threshold;
3467         unsigned long usage;
3468         int i, size, ret;
3469
3470         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3471         if (ret)
3472                 return ret;
3473
3474         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3475
3476         if (type == _MEM) {
3477                 thresholds = &memcg->thresholds;
3478                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3479         } else if (type == _MEMSWAP) {
3480                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3481                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3482         } else
3483                 BUG();
3484
3485         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3486         if (thresholds->primary)
3487                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3488
3489         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3490
3491         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3492         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3493                         GFP_KERNEL);
3494         if (!new) {
3495                 ret = -ENOMEM;
3496                 goto unlock;
3497         }
3498         new->size = size;
3499
3500         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3501         if (thresholds->primary) {
3502                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3503                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3504         }
3505
3506         /* Add new threshold */
3507         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3508         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3509
3510         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3511         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3512                         compare_thresholds, NULL);
3513
3514         /* Find current threshold */
3515         new->current_threshold = -1;
3516         for (i = 0; i < size; i++) {
3517                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3518                         /*
3519                          * new->current_threshold will not be used until
3520                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3521                          * it here.
3522                          */
3523                         ++new->current_threshold;
3524                 } else
3525                         break;
3526         }
3527
3528         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3529         kfree(thresholds->spare);
3530         thresholds->spare = thresholds->primary;
3531
3532         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3533
3534         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3535         synchronize_rcu();
3536
3537 unlock:
3538         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3539
3540         return ret;
3541 }
3542
3543 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3544         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3545 {
3546         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3547 }
3548
3549 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3550         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3551 {
3552         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3553 }
3554
3555 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3556         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3557 {
3558         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3559         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3560         unsigned long usage;
3561         int i, j, size;
3562
3563         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3564
3565         if (type == _MEM) {
3566                 thresholds = &memcg->thresholds;
3567                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3568         } else if (type == _MEMSWAP) {
3569                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3570                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3571         } else
3572                 BUG();
3573
3574         if (!thresholds->primary)
3575                 goto unlock;
3576
3577         /* Check if a threshold crossed before removing */
3578         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3579
3580         /* Calculate new number of threshold */
3581         size = 0;
3582         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3583                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3584                         size++;
3585         }
3586
3587         new = thresholds->spare;
3588
3589         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3590         if (!size) {
3591                 kfree(new);
3592                 new = NULL;
3593                 goto swap_buffers;
3594         }
3595
3596         new->size = size;
3597
3598         /* Copy thresholds and find current threshold */
3599         new->current_threshold = -1;
3600         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3601                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3602                         continue;
3603
3604                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3605                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3606                         /*
3607                          * new->current_threshold will not be used
3608                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3609                          * it here.
3610                          */
3611                         ++new->current_threshold;
3612                 }
3613                 j++;
3614         }
3615
3616 swap_buffers:
3617         /* Swap primary and spare array */
3618         thresholds->spare = thresholds->primary;
3619
3620         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3621
3622         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3623         synchronize_rcu();
3624
3625         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3626         if (!new) {
3627                 kfree(thresholds->spare);
3628                 thresholds->spare = NULL;
3629         }
3630 unlock:
3631         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3632 }
3633
3634 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3635         struct eventfd_ctx *eventfd)
3636 {
3637         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3638 }
3639
3640 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3641         struct eventfd_ctx *eventfd)
3642 {
3643         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3644 }
3645
3646 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3647         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3648 {
3649         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3650
3651         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3652         if (!event)
3653                 return -ENOMEM;
3654
3655         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3656
3657         event->eventfd = eventfd;
3658         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3659
3660         /* already in OOM ? */
3661         if (memcg->under_oom)
3662                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3663         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3664
3665         return 0;
3666 }
3667
3668 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3669         struct eventfd_ctx *eventfd)
3670 {
3671         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3672
3673         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3674
3675         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3676                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3677                         list_del(&ev->list);
3678                         kfree(ev);
3679                 }
3680         }
3681
3682         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3683 }
3684
3685 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3686 {
3687         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3688
3689         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3690         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3691         return 0;
3692 }
3693
3694 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3695         struct cftype *cft, u64 val)
3696 {
3697         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3698
3699         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3700         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3701                 return -EINVAL;
3702
3703         memcg->oom_kill_disable = val;
3704         if (!val)
3705                 memcg_oom_recover(memcg);
3706
3707         return 0;
3708 }
3709
3710 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3711
3712 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3713 {
3714         return &memcg->cgwb_list;
3715 }
3716
3717 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3718 {
3719         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3720 }
3721
3722 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3723 {
3724         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3725 }
3726
3727 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3728 {
3729         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3730 }
3731
3732 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3733 {
3734         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3735
3736         if (!memcg->css.parent)
3737                 return NULL;
3738
3739         return &memcg->cgwb_domain;
3740 }
3741
3742 /**
3743  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3744  * @wb: bdi_writeback in question
3745  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3746  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3747  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3748  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3749  *
3750  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3751  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3752  * is a bit more involved.
3753  *
3754  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3755  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3756  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3757  * available memory in the system.  The caller should further cap
3758  * *@pheadroom accordingly.
3759  */
3760 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3761                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3762                          unsigned long *pwriteback)
3763 {
3764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3765         struct mem_cgroup *parent;
3766
3767         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3768
3769         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3770         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3771         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3772                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3773         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3774
3775         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3776                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3777                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3778
3779                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3780                 memcg = parent;
3781         }
3782 }
3783
3784 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3785
3786 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3787 {
3788         return 0;
3789 }
3790
3791 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3792 {
3793 }
3794
3795 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3796 {
3797 }
3798
3799 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3800
3801 /*
3802  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3803  *
3804  * "cgroup.event_control" implementation.
3805  *
3806  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3807  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3808  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3809  *
3810  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3811  * possible.
3812  */
3813
3814 /*
3815  * Unregister event and free resources.
3816  *
3817  * Gets called from workqueue.
3818  */
3819 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3820 {
3821         struct mem_cgroup_event *event =
3822                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3823         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3824
3825         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3826
3827         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3828
3829         /* Notify userspace the event is going away. */
3830         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3831
3832         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3833         kfree(event);
3834         css_put(&memcg->css);
3835 }
3836
3837 /*
3838  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3839  *
3840  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3841  */
3842 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3843                             int sync, void *key)
3844 {
3845         struct mem_cgroup_event *event =
3846                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3847         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3848         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3849
3850         if (flags & POLLHUP) {
3851                 /*
3852                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3853                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3854                  * for us.
3855                  *
3856                  * We can't race against event freeing since the other
3857                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3858                  * which we hold.
3859                  */
3860                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3861                 if (!list_empty(&event->list)) {
3862                         list_del_init(&event->list);
3863                         /*
3864                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3865                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3866                          */
3867                         schedule_work(&event->remove);
3868                 }
3869                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3870         }
3871
3872         return 0;
3873 }
3874
3875 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3876                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3877 {
3878         struct mem_cgroup_event *event =
3879                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3880
3881         event->wqh = wqh;
3882         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3883 }
3884
3885 /*
3886  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3887  *
3888  * Parse input and register new cgroup event handler.
3889  *
3890  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3891  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3892  */
3893 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3894                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3895 {
3896         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3897         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3898         struct mem_cgroup_event *event;
3899         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3900         unsigned int efd, cfd;
3901         struct fd efile;
3902         struct fd cfile;
3903         const char *name;
3904         char *endp;
3905         int ret;
3906
3907         buf = strstrip(buf);
3908
3909         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3910         if (*endp != ' ')
3911                 return -EINVAL;
3912         buf = endp + 1;
3913
3914         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3915         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3916                 return -EINVAL;
3917         buf = endp + 1;
3918
3919         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3920         if (!event)
3921                 return -ENOMEM;
3922
3923         event->memcg = memcg;
3924         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3925         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3926         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3927         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3928
3929         efile = fdget(efd);
3930         if (!efile.file) {
3931                 ret = -EBADF;
3932                 goto out_kfree;
3933         }
3934
3935         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3936         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3937                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3938                 goto out_put_efile;
3939         }
3940
3941         cfile = fdget(cfd);
3942         if (!cfile.file) {
3943                 ret = -EBADF;
3944                 goto out_put_eventfd;
3945         }
3946
3947         /* the process need read permission on control file */
3948         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3949         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3950         if (ret < 0)
3951                 goto out_put_cfile;
3952
3953         /*
3954          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3955          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3956          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3957          * is for compatibility anyway.
3958          *
3959          * DO NOT ADD NEW FILES.
3960          */
3961         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3962
3963         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3964                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3965                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3966         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3967                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3968                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3969         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3970                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3971                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3972         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3973                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3974                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3975         } else {
3976                 ret = -EINVAL;
3977                 goto out_put_cfile;
3978         }
3979
3980         /*
3981          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3982          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3983          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3984          */
3985         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3986                                                &memory_cgrp_subsys);
3987         ret = -EINVAL;
3988         if (IS_ERR(cfile_css))
3989                 goto out_put_cfile;
3990         if (cfile_css != css) {
3991                 css_put(cfile_css);
3992                 goto out_put_cfile;
3993         }
3994
3995         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3996         if (ret)
3997                 goto out_put_css;
3998
3999         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4000
4001         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4002         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4003         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4004
4005         fdput(cfile);
4006         fdput(efile);
4007
4008         return nbytes;
4009
4010 out_put_css:
4011         css_put(css);
4012 out_put_cfile:
4013         fdput(cfile);
4014 out_put_eventfd:
4015         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4016 out_put_efile:
4017         fdput(efile);
4018 out_kfree:
4019         kfree(event);
4020
4021         return ret;
4022 }
4023
4024 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4025         {
4026                 .name = "usage_in_bytes",
4027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4029         },
4030         {
4031                 .name = "max_usage_in_bytes",
4032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4033                 .write = mem_cgroup_reset,
4034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4035         },
4036         {
4037                 .name = "limit_in_bytes",
4038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4039                 .write = mem_cgroup_write,
4040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4041         },
4042         {
4043                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4045                 .write = mem_cgroup_write,
4046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4047         },
4048         {
4049                 .name = "failcnt",
4050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4051                 .write = mem_cgroup_reset,
4052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4053         },
4054         {
4055                 .name = "stat",
4056                 .seq_show = memcg_stat_show,
4057         },
4058         {
4059                 .name = "force_empty",
4060                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4061         },
4062         {
4063                 .name = "use_hierarchy",
4064                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4065                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4066         },
4067         {
4068                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4069                 .write = memcg_write_event_control,
4070                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4071         },
4072         {
4073                 .name = "swappiness",
4074                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4075                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4076         },
4077         {
4078                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4079                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4080                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4081         },
4082         {
4083                 .name = "oom_control",
4084                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4085                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4086                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4087         },
4088         {
4089                 .name = "pressure_level",
4090         },
4091 #ifdef CONFIG_NUMA
4092         {
4093                 .name = "numa_stat",
4094                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4095         },
4096 #endif
4097 #ifdef CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM
4098         {
4099                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4101                 .write = mem_cgroup_write,
4102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4103         },
4104         {
4105                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4107                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4108         },
4109         {
4110                 .name = "kmem.failcnt",
4111                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4112                 .write = mem_cgroup_reset,
4113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4114         },
4115         {
4116                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4118                 .write = mem_cgroup_reset,
4119                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4120         },
4121 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4122         {
4123                 .name = "kmem.slabinfo",
4124                 .seq_start = slab_start,
4125                 .seq_next = slab_next,
4126                 .seq_stop = slab_stop,
4127                 .seq_show = memcg_slab_show,
4128         },
4129 #endif
4130 #ifdef CONFIG_INET
4131         {
4132                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4133                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4134                 .write = mem_cgroup_write,
4135                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4136         },
4137         {
4138                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4139                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4140                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4141         },
4142         {
4143                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4144                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4145                 .write = mem_cgroup_reset,
4146                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4147         },
4148         {
4149                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4150                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4151                 .write = mem_cgroup_reset,
4152                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4153         },
4154 #endif
4155 #endif
4156         { },    /* terminate */
4157 };
4158
4159 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4160 {
4161         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4162         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4163         int zone, tmp = node;
4164         /*
4165          * This routine is called against possible nodes.
4166          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4167          *
4168          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4169          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4170          *       function.
4171          */
4172         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4173                 tmp = -1;
4174         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4175         if (!pn)
4176                 return 1;
4177
4178         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4179                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4180                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4181                 mz->usage_in_excess = 0;
4182                 mz->on_tree = false;
4183                 mz->memcg = memcg;
4184         }
4185         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4186         return 0;
4187 }
4188
4189 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4190 {
4191         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4192 }
4193
4194 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4195 {
4196         struct mem_cgroup *memcg;
4197         size_t size;
4198
4199         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4200         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4201
4202         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4203         if (!memcg)
4204                 return NULL;
4205
4206         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4207         if (!memcg->stat)
4208                 goto out_free;
4209
4210         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4211                 goto out_free_stat;
4212
4213         return memcg;
4214
4215 out_free_stat:
4216         free_percpu(memcg->stat);
4217 out_free:
4218         kfree(memcg);
4219         return NULL;
4220 }
4221
4222 /*
4223  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4224  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4225  *
4226  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4227  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4228  * it goes down to 0.
4229  *
4230  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4231  */
4232
4233 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4234 {
4235         int node;
4236
4237         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4238
4239         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4240
4241         for_each_node(node)
4242                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4243
4244         free_percpu(memcg->stat);
4245         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4246         kfree(memcg);
4247 }
4248
4249 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4250 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4251 {
4252         struct mem_cgroup *memcg;
4253         long error = -ENOMEM;
4254         int node;
4255
4256         memcg = mem_cgroup_alloc();
4257         if (!memcg)
4258                 return ERR_PTR(error);
4259
4260         for_each_node(node)
4261                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4262                         goto free_out;
4263
4264         /* root ? */
4265         if (parent_css == NULL) {
4266                 root_mem_cgroup = memcg;
4267                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4268                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4269                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4270                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4271                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4272         }
4273
4274         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4275         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4276         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4277         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4278         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4279         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4280         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4281         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4282         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4283 #ifndef CONFIG_SLOB
4284         memcg->kmemcg_id = -1;
4285 #endif
4286 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4287         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4288 #endif
4289 #ifdef CONFIG_INET
4290         memcg->socket_pressure = jiffies;
4291 #endif
4292         return &memcg->css;
4293
4294 free_out:
4295         __mem_cgroup_free(memcg);
4296         return ERR_PTR(error);
4297 }
4298
4299 static int
4300 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4301 {
4302         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4303         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4304         int ret;
4305
4306         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4307                 return -ENOSPC;
4308
4309         if (!parent)
4310                 return 0;
4311
4312         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4313
4314         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4315         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4316         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4317
4318         if (parent->use_hierarchy) {
4319                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4320                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4321                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4322                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4323                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4324 #if defined(CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
4325                 page_counter_init(&memcg->tcp_mem.memory_allocated,
4326                                   &parent->tcp_mem.memory_allocated);
4327 #endif
4328
4329                 /*
4330                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4331                  * core guarantees its existence.
4332                  */
4333         } else {
4334                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4335                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4336                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4337                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4338                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4339 #if defined(CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
4340                 page_counter_init(&memcg->tcp_mem.memory_allocated, NULL);
4341 #endif
4342                 /*
4343                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4344                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4345                  * unfortunate state in our controller.
4346                  */
4347                 if (parent != root_mem_cgroup)
4348                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4349         }
4350         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4351
4352         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
4353         if (ret)
4354                 return ret;
4355
4356 #ifdef CONFIG_INET
4357         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4358                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4359 #endif
4360
4361         /*
4362          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4363          * orders reading memcg->initialized against its callers
4364          * reading the memcg members.
4365          */
4366         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4367
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4374         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4375
4376         /*
4377          * Unregister events and notify userspace.
4378          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4379          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4380          */
4381         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4382         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4383                 list_del_init(&event->list);
4384                 schedule_work(&event->remove);
4385         }
4386         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4387
4388         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4389
4390         memcg_offline_kmem(memcg);
4391
4392         wb_memcg_offline(memcg);
4393 }
4394
4395 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4396 {
4397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4398
4399         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4400 }
4401
4402 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4403 {
4404         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4405
4406 #ifdef CONFIG_INET
4407         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4408                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4409 #endif
4410
4411         memcg_free_kmem(memcg);
4412
4413 #if defined(CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
4414         if (memcg->tcp_mem.active)
4415                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4416 #endif
4417
4418         __mem_cgroup_free(memcg);
4419 }
4420
4421 /**
4422  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4423  * @css: the target css
4424  *
4425  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4426  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4427  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4428  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4429  * made visible again.
4430  *
4431  * The current implementation only resets the essential configurations.
4432  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4433  */
4434 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4435 {
4436         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4437
4438         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4439         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4440         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4441         memcg->low = 0;
4442         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4443         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4444         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4445 }
4446
4447 #ifdef CONFIG_MMU
4448 /* Handlers for move charge at task migration. */
4449 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4450 {
4451         int ret;
4452
4453         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4454         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4455         if (!ret) {
4456                 mc.precharge += count;
4457                 return ret;
4458         }
4459
4460         /* Try charges one by one with reclaim */
4461         while (count--) {
4462                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4463                 if (ret)
4464                         return ret;
4465                 mc.precharge++;
4466                 cond_resched();
4467         }
4468         return 0;
4469 }
4470
4471 /**
4472  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4473  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4474  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4475  * @ptent: the pte to be checked
4476  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4477  *
4478  * Returns
4479  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4480  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4481  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4482  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4483  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4484  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4485  *     in target->ent.
4486  *
4487  * Called with pte lock held.
4488  */
4489 union mc_target {
4490         struct page     *page;
4491         swp_entry_t     ent;
4492 };
4493
4494 enum mc_target_type {
4495         MC_TARGET_NONE = 0,
4496         MC_TARGET_PAGE,
4497         MC_TARGET_SWAP,
4498 };
4499
4500 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4501                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4502 {
4503         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4504
4505         if (!page || !page_mapped(page))
4506                 return NULL;
4507         if (PageAnon(page)) {
4508                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4509                         return NULL;
4510         } else {
4511                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4512                         return NULL;
4513         }
4514         if (!get_page_unless_zero(page))
4515                 return NULL;
4516
4517         return page;
4518 }
4519
4520 #ifdef CONFIG_SWAP
4521 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4522                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4523 {
4524         struct page *page = NULL;
4525         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4526
4527         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4528                 return NULL;
4529         /*
4530          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4531          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4532          */
4533         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4534         if (do_memsw_account())
4535                 entry->val = ent.val;
4536
4537         return page;
4538 }
4539 #else
4540 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4541                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4542 {
4543         return NULL;
4544 }
4545 #endif
4546
4547 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4548                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4549 {
4550         struct page *page = NULL;
4551         struct address_space *mapping;
4552         pgoff_t pgoff;
4553
4554         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4555                 return NULL;
4556         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4557                 return NULL;
4558
4559         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4560         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4561
4562         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4563 #ifdef CONFIG_SWAP
4564         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4565         if (shmem_mapping(mapping)) {
4566                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4567                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4568                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4569                         if (do_memsw_account())
4570                                 *entry = swp;
4571                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4572                 }
4573         } else
4574                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4575 #else
4576         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4577 #endif
4578         return page;
4579 }
4580
4581 /**
4582  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4583  * @page: the page
4584  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4585  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4586  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4587  *
4588  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4589  *
4590  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4591  * from old cgroup.
4592  */
4593 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4594                                    bool compound,
4595                                    struct mem_cgroup *from,
4596                                    struct mem_cgroup *to)
4597 {
4598         unsigned long flags;
4599         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4600         int ret;
4601         bool anon;
4602
4603         VM_BUG_ON(from == to);
4604         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4605         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4606
4607         /*
4608          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4609          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4610          */
4611         ret = -EBUSY;
4612         if (!trylock_page(page))
4613                 goto out;
4614
4615         ret = -EINVAL;
4616         if (page->mem_cgroup != from)
4617                 goto out_unlock;
4618
4619         anon = PageAnon(page);
4620
4621         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4622
4623         if (!anon && page_mapped(page)) {
4624                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4625                                nr_pages);
4626                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4627                                nr_pages);
4628         }
4629
4630         /*
4631          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4632          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4633          * So mapping should be stable for dirty pages.
4634          */
4635         if (!anon && PageDirty(page)) {
4636                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4637
4638                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4639                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4640                                        nr_pages);
4641                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4642                                        nr_pages);
4643                 }
4644         }
4645
4646         if (PageWriteback(page)) {
4647                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4648                                nr_pages);
4649                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4650                                nr_pages);
4651         }
4652
4653         /*
4654          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4655          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4656          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4657          */
4658
4659         /* caller should have done css_get */
4660         page->mem_cgroup = to;
4661         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4662
4663         ret = 0;
4664
4665         local_irq_disable();
4666         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4667         memcg_check_events(to, page);
4668         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4669         memcg_check_events(from, page);
4670         local_irq_enable();
4671 out_unlock:
4672         unlock_page(page);
4673 out:
4674         return ret;
4675 }
4676
4677 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4678                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4679 {
4680         struct page *page = NULL;
4681         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4682         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4683
4684         if (pte_present(ptent))
4685                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4686         else if (is_swap_pte(ptent))
4687                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4688         else if (pte_none(ptent))
4689                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4690
4691         if (!page && !ent.val)
4692                 return ret;
4693         if (page) {
4694                 /*
4695                  * Do only loose check w/o serialization.
4696                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4697                  * not under LRU exclusion.
4698                  */
4699                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4700                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4701                         if (target)
4702                                 target->page = page;
4703                 }
4704                 if (!ret || !target)
4705                         put_page(page);
4706         }
4707         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4708         if (ent.val && !ret &&
4709             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4710                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4711                 if (target)
4712                         target->ent = ent;
4713         }
4714         return ret;
4715 }
4716
4717 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4718 /*
4719  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4720  * support them for now.
4721  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4722  */
4723 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4724                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4725 {
4726         struct page *page = NULL;
4727         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4728
4729         page = pmd_page(pmd);
4730         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4731         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4732                 return ret;
4733         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4734                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4735                 if (target) {
4736                         get_page(page);
4737                         target->page = page;
4738                 }
4739         }
4740         return ret;
4741 }
4742 #else
4743 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4744                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4745 {
4746         return MC_TARGET_NONE;
4747 }
4748 #endif
4749
4750 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4751                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4752                                         struct mm_walk *walk)
4753 {
4754         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4755         pte_t *pte;
4756         spinlock_t *ptl;
4757
4758         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4759                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4760                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4761                 spin_unlock(ptl);
4762                 return 0;
4763         }
4764
4765         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4766                 return 0;
4767         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4768         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4769                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4770                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4771         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4772         cond_resched();
4773
4774         return 0;
4775 }
4776
4777 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4778 {
4779         unsigned long precharge;
4780
4781         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4782                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4783                 .mm = mm,
4784         };
4785         down_read(&mm->mmap_sem);
4786         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4787         up_read(&mm->mmap_sem);
4788
4789         precharge = mc.precharge;
4790         mc.precharge = 0;
4791
4792         return precharge;
4793 }
4794
4795 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4796 {
4797         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4798
4799         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4800         mc.moving_task = current;
4801         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4802 }
4803
4804 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4805 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4806 {
4807         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4808         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4809
4810         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4811         if (mc.precharge) {
4812                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4813                 mc.precharge = 0;
4814         }
4815         /*
4816          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4817          * we must uncharge here.
4818          */
4819         if (mc.moved_charge) {
4820                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4821                 mc.moved_charge = 0;
4822         }
4823         /* we must fixup refcnts and charges */
4824         if (mc.moved_swap) {
4825                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4826                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4827                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4828
4829                 /*
4830                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4831                  * should uncharge to->memory.
4832                  */
4833                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4834                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4835
4836                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4837
4838                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4839                 mc.moved_swap = 0;
4840         }
4841         memcg_oom_recover(from);
4842         memcg_oom_recover(to);
4843         wake_up_all(&mc.waitq);
4844 }
4845
4846 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4847 {
4848         /*
4849          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4850          * task migration.
4851          */
4852         mc.moving_task = NULL;
4853         __mem_cgroup_clear_mc();
4854         spin_lock(&mc.lock);
4855         mc.from = NULL;
4856         mc.to = NULL;
4857         spin_unlock(&mc.lock);
4858 }
4859
4860 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4861 {
4862         struct cgroup_subsys_state *css;
4863         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4864         struct mem_cgroup *from;
4865         struct task_struct *leader, *p;
4866         struct mm_struct *mm;
4867         unsigned long move_flags;
4868         int ret = 0;
4869
4870         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4871         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4872                 return 0;
4873
4874         /*
4875          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4876          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4877          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4878          * multiple.
4879          */
4880         p = NULL;
4881         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4882                 WARN_ON_ONCE(p);
4883                 p = leader;
4884                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4885         }
4886         if (!p)
4887                 return 0;
4888
4889         /*
4890          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4891          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4892          * So we need to save it, and keep it going.
4893          */
4894         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4895         if (!move_flags)
4896                 return 0;
4897
4898         from = mem_cgroup_from_task(p);
4899
4900         VM_BUG_ON(from == memcg);
4901
4902         mm = get_task_mm(p);
4903         if (!mm)
4904                 return 0;
4905         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4906         if (mm->owner == p) {
4907                 VM_BUG_ON(mc.from);
4908                 VM_BUG_ON(mc.to);
4909                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4910                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4911                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4912
4913                 spin_lock(&mc.lock);
4914                 mc.from = from;
4915                 mc.to = memcg;
4916                 mc.flags = move_flags;
4917                 spin_unlock(&mc.lock);
4918                 /* We set mc.moving_task later */
4919
4920                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4921                 if (ret)
4922                         mem_cgroup_clear_mc();
4923         }
4924         mmput(mm);
4925         return ret;
4926 }
4927
4928 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4929 {
4930         if (mc.to)
4931                 mem_cgroup_clear_mc();
4932 }
4933
4934 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4935                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4936                                 struct mm_walk *walk)
4937 {
4938         int ret = 0;
4939         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4940         pte_t *pte;
4941         spinlock_t *ptl;
4942         enum mc_target_type target_type;
4943         union mc_target target;
4944         struct page *page;
4945
4946         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4947                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4948                         spin_unlock(ptl);
4949                         return 0;
4950                 }
4951                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4952                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4953                         page = target.page;
4954                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4955                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4956                                                              mc.from, mc.to)) {
4957                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4958                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4959                                 }
4960                                 putback_lru_page(page);
4961                         }
4962                         put_page(page);
4963                 }
4964                 spin_unlock(ptl);
4965                 return 0;
4966         }
4967
4968         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4969                 return 0;
4970 retry:
4971         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4972         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4973                 pte_t ptent = *(pte++);
4974                 swp_entry_t ent;
4975
4976                 if (!mc.precharge)
4977                         break;
4978
4979                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4980                 case MC_TARGET_PAGE:
4981                         page = target.page;
4982                         /*
4983                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4984                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4985                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4986                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4987                          */
4988                         if (PageTransCompound(page))
4989                                 goto put;
4990                         if (isolate_lru_page(page))
4991                                 goto put;
4992                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4993                                                 mc.from, mc.to)) {
4994                                 mc.precharge--;
4995                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4996                                 mc.moved_charge++;
4997                         }
4998                         putback_lru_page(page);
4999 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5000                         put_page(page);
5001                         break;
5002                 case MC_TARGET_SWAP:
5003                         ent = target.ent;
5004                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5005                                 mc.precharge--;
5006                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5007                                 mc.moved_swap++;
5008                         }
5009                         break;
5010                 default:
5011                         break;
5012                 }
5013         }
5014         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5015         cond_resched();
5016
5017         if (addr != end) {
5018                 /*
5019                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5020                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5021                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5022                  * phase.
5023                  */
5024                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5025                 if (!ret)
5026                         goto retry;
5027         }
5028
5029         return ret;
5030 }
5031
5032 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5033 {
5034         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5035                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5036                 .mm = mm,
5037         };
5038
5039         lru_add_drain_all();
5040         /*
5041          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5042          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5043          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5044          */
5045         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5046         synchronize_rcu();
5047 retry:
5048         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5049                 /*
5050                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5051                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5052                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5053                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5054                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5055                  */
5056                 __mem_cgroup_clear_mc();
5057                 cond_resched();
5058                 goto retry;
5059         }
5060         /*
5061          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5062          * additional charge, the page walk just aborts.
5063          */
5064         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5065         up_read(&mm->mmap_sem);
5066         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5067 }
5068
5069 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5070 {
5071         struct cgroup_subsys_state *css;
5072         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
5073         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5074
5075         if (mm) {
5076                 if (mc.to)
5077                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5078                 mmput(mm);
5079         }
5080         if (mc.to)
5081                 mem_cgroup_clear_mc();
5082 }
5083 #else   /* !CONFIG_MMU */
5084 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5085 {
5086         return 0;
5087 }
5088 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5089 {
5090 }
5091 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
5092 {
5093 }
5094 #endif
5095
5096 /*
5097  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5098  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5099  * attempt.
5100  */
5101 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5102 {
5103         /*
5104          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5105          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5106          * on for the root memcg is enough.
5107          */
5108         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5109                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5110         else
5111                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5112 }
5113
5114 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5115                                struct cftype *cft)
5116 {
5117         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5118
5119         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5120 }
5121
5122 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5123 {
5124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5125         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5126
5127         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5128                 seq_puts(m, "max\n");
5129         else
5130                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5131
5132         return 0;
5133 }
5134
5135 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5136                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5137 {
5138         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5139         unsigned long low;
5140         int err;
5141
5142         buf = strstrip(buf);
5143         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5144         if (err)
5145                 return err;
5146
5147         memcg->low = low;
5148
5149         return nbytes;
5150 }
5151
5152 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5153 {
5154         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5155         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5156
5157         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5158                 seq_puts(m, "max\n");
5159         else
5160                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5161
5162         return 0;
5163 }
5164
5165 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5166                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5167 {
5168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5169         unsigned long high;
5170         int err;
5171
5172         buf = strstrip(buf);
5173         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5174         if (err)
5175                 return err;
5176
5177         memcg->high = high;
5178
5179         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5180         return nbytes;
5181 }
5182
5183 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5184 {
5185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5186         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5187
5188         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5189                 seq_puts(m, "max\n");
5190         else
5191                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5192
5193         return 0;
5194 }
5195
5196 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5197                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5198 {
5199         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5200         unsigned long max;
5201         int err;
5202
5203         buf = strstrip(buf);
5204         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5205         if (err)
5206                 return err;
5207
5208         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5209         if (err)
5210                 return err;
5211
5212         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5213         return nbytes;
5214 }
5215
5216 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5217 {
5218         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5219
5220         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5221         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5222         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5223         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5224
5225         return 0;
5226 }
5227
5228 static struct cftype memory_files[] = {
5229         {
5230                 .name = "current",
5231                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5232                 .read_u64 = memory_current_read,
5233         },
5234         {
5235                 .name = "low",
5236                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5237                 .seq_show = memory_low_show,
5238                 .write = memory_low_write,
5239         },
5240         {
5241                 .name = "high",
5242                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5243                 .seq_show = memory_high_show,
5244                 .write = memory_high_write,
5245         },
5246         {
5247                 .name = "max",
5248                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5249                 .seq_show = memory_max_show,
5250                 .write = memory_max_write,
5251         },
5252         {
5253                 .name = "events",
5254                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5255                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5256                 .seq_show = memory_events_show,
5257         },
5258         { }     /* terminate */
5259 };
5260
5261 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5262         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5263         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5264         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5265         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5266         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5267         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5268         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5269         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5270         .attach = mem_cgroup_move_task,
5271         .bind = mem_cgroup_bind,
5272         .dfl_cftypes = memory_files,
5273         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5274         .early_init = 0,
5275 };
5276
5277 /**
5278  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5279  * @root: the highest ancestor to consider
5280  * @memcg: the memory cgroup to check
5281  *
5282  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5283  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5284  */
5285 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5286 {
5287         if (mem_cgroup_disabled())
5288                 return false;
5289
5290         /*
5291          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5292          * it's never low when looked at directly, and it is not
5293          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5294          */
5295
5296         if (memcg == root_mem_cgroup)
5297                 return false;
5298
5299         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5300                 return false;
5301
5302         while (memcg != root) {
5303                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5304
5305                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5306                         break;
5307
5308                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5309                         return false;
5310         }
5311         return true;
5312 }
5313
5314 /**
5315  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5316  * @page: page to charge
5317  * @mm: mm context of the victim
5318  * @gfp_mask: reclaim mode
5319  * @memcgp: charged memcg return
5320  *
5321  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5322  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5323  *
5324  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5325  * Otherwise, an error code is returned.
5326  *
5327  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5328  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5329  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5330  */
5331 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5332                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5333                           bool compound)
5334 {
5335         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5336         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5337         int ret = 0;
5338
5339         if (mem_cgroup_disabled())
5340                 goto out;
5341
5342         if (PageSwapCache(page)) {
5343                 /*
5344                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5345                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5346                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5347                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5348                  * in turn serializes uncharging.
5349                  */
5350                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5351                 if (page->mem_cgroup)
5352                         goto out;
5353
5354                 if (do_memsw_account()) {
5355                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5356                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5357
5358                         rcu_read_lock();
5359                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5360                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5361                                 memcg = NULL;
5362                         rcu_read_unlock();
5363                 }
5364         }
5365
5366         if (!memcg)
5367                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5368
5369         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5370
5371         css_put(&memcg->css);
5372 out:
5373         *memcgp = memcg;
5374         return ret;
5375 }
5376
5377 /**
5378  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5379  * @page: page to charge
5380  * @memcg: memcg to charge the page to
5381  * @lrucare: page might be on LRU already
5382  *
5383  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5384  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5385  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5386  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5387  *
5388  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5389  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5390  *
5391  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5392  */
5393 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5394                               bool lrucare, bool compound)
5395 {
5396         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5397
5398         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5399         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5400
5401         if (mem_cgroup_disabled())
5402                 return;
5403         /*
5404          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5405          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5406          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5407          */
5408         if (!memcg)
5409                 return;
5410
5411         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5412
5413         local_irq_disable();
5414         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5415         memcg_check_events(memcg, page);
5416         local_irq_enable();
5417
5418         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5419                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5420                 /*
5421                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5422                  * let's not wait for it.  The page already received a
5423                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5424                  */
5425                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5426         }
5427 }
5428
5429 /**
5430  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5431  * @page: page to charge
5432  * @memcg: memcg to charge the page to
5433  *
5434  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5435  */
5436 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5437                 bool compound)
5438 {
5439         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5440
5441         if (mem_cgroup_disabled())
5442                 return;
5443         /*
5444          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5445          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5446          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5447          */
5448         if (!memcg)
5449                 return;
5450
5451         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5452 }
5453
5454 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5455                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5456                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5457 {
5458         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5459         unsigned long flags;
5460
5461         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5462                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5463                 if (do_memsw_account())
5464                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5465                 memcg_oom_recover(memcg);
5466         }
5467
5468         local_irq_save(flags);
5469         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5470         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5471         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5472         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5473         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5474         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5475         local_irq_restore(flags);
5476
5477         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5478                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5479 }
5480
5481 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5482 {
5483         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5484         unsigned long nr_anon = 0;
5485         unsigned long nr_file = 0;
5486         unsigned long nr_huge = 0;
5487         unsigned long pgpgout = 0;
5488         struct list_head *next;
5489         struct page *page;
5490
5491         next = page_list->next;
5492         do {
5493                 unsigned int nr_pages = 1;
5494
5495                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5496                 next = page->lru.next;
5497
5498                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5499                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5500
5501                 if (!page->mem_cgroup)
5502                         continue;
5503
5504                 /*
5505                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5506                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5507                  * exclusive access to the page.
5508                  */
5509
5510                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5511                         if (memcg) {
5512                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5513                                                nr_huge, page);
5514                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5515                         }
5516                         memcg = page->mem_cgroup;
5517                 }
5518
5519                 if (PageTransHuge(page)) {
5520                         nr_pages <<= compound_order(page);
5521                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5522                         nr_huge += nr_pages;
5523                 }
5524
5525                 if (PageAnon(page))
5526                         nr_anon += nr_pages;
5527                 else
5528                         nr_file += nr_pages;
5529
5530                 page->mem_cgroup = NULL;
5531
5532                 pgpgout++;
5533         } while (next != page_list);
5534
5535         if (memcg)
5536                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5537                                nr_huge, page);
5538 }
5539
5540 /**
5541  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5542  * @page: page to uncharge
5543  *
5544  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5545  * mem_cgroup_commit_charge().
5546  */
5547 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5548 {
5549         if (mem_cgroup_disabled())
5550                 return;
5551
5552         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5553         if (!page->mem_cgroup)
5554                 return;
5555
5556         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5557         uncharge_list(&page->lru);
5558 }
5559
5560 /**
5561  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5562  * @page_list: list of pages to uncharge
5563  *
5564  * Uncharge a list of pages previously charged with
5565  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5566  */
5567 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5568 {
5569         if (mem_cgroup_disabled())
5570                 return;
5571
5572         if (!list_empty(page_list))
5573                 uncharge_list(page_list);
5574 }
5575
5576 /**
5577  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5578  * @oldpage: currently charged page
5579  * @newpage: page to transfer the charge to
5580  *
5581  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5582  *
5583  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5584  * Either or both pages might be on the LRU already.
5585  */
5586 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5587 {
5588         struct mem_cgroup *memcg;
5589         int isolated;
5590
5591         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5592         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5593         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5594         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5595                        newpage);
5596
5597         if (mem_cgroup_disabled())
5598                 return;
5599
5600         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5601         if (newpage->mem_cgroup)
5602                 return;
5603
5604         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5605         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5606         if (!memcg)
5607                 return;
5608
5609         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5610         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5611         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5612
5613         commit_charge(newpage, memcg, true);
5614 }
5615
5616 #ifdef CONFIG_INET
5617
5618 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5619 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5620
5621 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
5622 {
5623         struct mem_cgroup *memcg;
5624
5625         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
5626          * filled. It won't however, necessarily happen from
5627          * process context. So the test for root memcg given
5628          * the current task's memcg won't help us in this case.
5629          *
5630          * Respecting the original socket's memcg is a better
5631          * decision in this case.
5632          */
5633         if (sk->sk_memcg) {
5634                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5635                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5636                 return;
5637         }
5638
5639         rcu_read_lock();
5640         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5641         if (memcg == root_mem_cgroup)
5642                 goto out;
5643 #ifdef CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM
5644         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcp_mem.active)
5645                 goto out;
5646 #endif
5647         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5648                 sk->sk_memcg = memcg;
5649 out:
5650         rcu_read_unlock();
5651 }
5652 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
5653
5654 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
5655 {
5656         WARN_ON(!sk->sk_memcg);
5657         css_put(&sk->sk_memcg->css);
5658 }
5659
5660 /**
5661  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5662  * @memcg: memcg to charge
5663  * @nr_pages: number of pages to charge
5664  *
5665  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5666  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5667  */
5668 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5669 {
5670         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5671
5672 #ifdef CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM
5673         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5674                 struct page_counter *counter;
5675
5676                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcp_mem.memory_allocated,
5677                                             nr_pages, &counter)) {
5678                         memcg->tcp_mem.memory_pressure = 0;
5679                         return true;
5680                 }
5681                 page_counter_charge(&memcg->tcp_mem.memory_allocated, nr_pages);
5682                 memcg->tcp_mem.memory_pressure = 1;
5683                 return false;
5684         }
5685 #endif
5686         /* Don't block in the packet receive path */
5687         if (in_softirq())
5688                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5689
5690         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5691                 return true;
5692
5693         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5694         return false;
5695 }
5696
5697 /**
5698  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5699  * @memcg - memcg to uncharge
5700  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5701  */
5702 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5703 {
5704 #ifdef CONFIG_MEMCG_LEGACY_KMEM
5705         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5706                 page_counter_uncharge(&memcg->tcp_mem.memory_allocated,
5707                                       nr_pages);
5708                 return;
5709         }
5710 #endif
5711         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5712         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5713 }
5714
5715 #endif /* CONFIG_INET */
5716
5717 static int __init cgroup_memory(char *s)
5718 {
5719         char *token;
5720
5721         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5722                 if (!*token)
5723                         continue;
5724                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5725                         cgroup_memory_nosocket = true;
5726                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5727                         cgroup_memory_nokmem = true;
5728         }
5729         return 0;
5730 }
5731 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5732
5733 /*
5734  * subsys_initcall() for memory controller.
5735  *
5736  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5737  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5738  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5739  * be initialized from here.
5740  */
5741 static int __init mem_cgroup_init(void)
5742 {
5743         int cpu, node;
5744
5745         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5746
5747         for_each_possible_cpu(cpu)
5748                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5749                           drain_local_stock);
5750
5751         for_each_node(node) {
5752                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5753                 int zone;
5754
5755                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5756                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5757
5758                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5759                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5760
5761                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5762                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5763                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5764                 }
5765                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5766         }
5767
5768         return 0;
5769 }
5770 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5771
5772 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
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;
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_memsw_account())
5789                 return;
5790
5791         memcg = page->mem_cgroup;
5792
5793         /* Readahead page, never charged */
5794         if (!memcg)
5795                 return;
5796
5797         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5798         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5799         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5800
5801         page->mem_cgroup = NULL;
5802
5803         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5804                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5805
5806         /*
5807          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5808          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5809          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5810          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5811          */
5812         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5813         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5814         memcg_check_events(memcg, page);
5815 }
5816
5817 /**
5818  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5819  * @entry: swap entry to uncharge
5820  *
5821  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5822  */
5823 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5824 {
5825         struct mem_cgroup *memcg;
5826         unsigned short id;
5827
5828         if (!do_memsw_account())
5829                 return;
5830
5831         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5832         rcu_read_lock();
5833         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5834         if (memcg) {
5835                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5836                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5837                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5838                 css_put(&memcg->css);
5839         }
5840         rcu_read_unlock();
5841 }
5842
5843 /* for remember boot option*/
5844 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5845 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5846 #else
5847 static int really_do_swap_account __initdata;
5848 #endif
5849
5850 static int __init enable_swap_account(char *s)
5851 {
5852         if (!strcmp(s, "1"))
5853                 really_do_swap_account = 1;
5854         else if (!strcmp(s, "0"))
5855                 really_do_swap_account = 0;
5856         return 1;
5857 }
5858 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5859
5860 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5861         {
5862                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5863                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5864                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5865         },
5866         {
5867                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5869                 .write = mem_cgroup_reset,
5870                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5871         },
5872         {
5873                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5875                 .write = mem_cgroup_write,
5876                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5877         },
5878         {
5879                 .name = "memsw.failcnt",
5880                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5881                 .write = mem_cgroup_reset,
5882                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5883         },
5884         { },    /* terminate */
5885 };
5886
5887 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5888 {
5889         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5890                 do_swap_account = 1;
5891                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5892                                                   memsw_cgroup_files));
5893         }
5894         return 0;
5895 }
5896 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5897
5898 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */