memcg: add page_cgroup_ino helper
[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 "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include <net/tcp_memcontrol.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 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
79 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
81
82 /* Whether the swap controller is active */
83 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
84 int do_swap_account __read_mostly;
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
90         "cache",
91         "rss",
92         "rss_huge",
93         "mapped_file",
94         "dirty",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
100         "pgpgin",
101         "pgpgout",
102         "pgfault",
103         "pgmajfault",
104 };
105
106 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
107         "inactive_anon",
108         "active_anon",
109         "inactive_file",
110         "active_file",
111         "unevictable",
112 };
113
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
117
118 /*
119  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
120  * their hierarchy representation
121  */
122
123 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
124         struct rb_root rb_root;
125         spinlock_t lock;
126 };
127
128 struct mem_cgroup_tree_per_node {
129         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
130 };
131
132 struct mem_cgroup_tree {
133         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
134 };
135
136 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
137
138 /* for OOM */
139 struct mem_cgroup_eventfd_list {
140         struct list_head list;
141         struct eventfd_ctx *eventfd;
142 };
143
144 /*
145  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
146  */
147 struct mem_cgroup_event {
148         /*
149          * memcg which the event belongs to.
150          */
151         struct mem_cgroup *memcg;
152         /*
153          * eventfd to signal userspace about the event.
154          */
155         struct eventfd_ctx *eventfd;
156         /*
157          * Each of these stored in a list by the cgroup.
158          */
159         struct list_head list;
160         /*
161          * register_event() callback will be used to add new userspace
162          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
163          * on eventfd to send notification to userspace.
164          */
165         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
166                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
167         /*
168          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
169          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
170          * if you want provide notification functionality.
171          */
172         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
173                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
174         /*
175          * All fields below needed to unregister event when
176          * userspace closes eventfd.
177          */
178         poll_table pt;
179         wait_queue_head_t *wqh;
180         wait_queue_t wait;
181         struct work_struct remove;
182 };
183
184 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
185 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
186
187 /* Stuffs for move charges at task migration. */
188 /*
189  * Types of charges to be moved.
190  */
191 #define MOVE_ANON       0x1U
192 #define MOVE_FILE       0x2U
193 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
194
195 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
196 static struct move_charge_struct {
197         spinlock_t        lock; /* for from, to */
198         struct mem_cgroup *from;
199         struct mem_cgroup *to;
200         unsigned long flags;
201         unsigned long precharge;
202         unsigned long moved_charge;
203         unsigned long moved_swap;
204         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
205         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
206 } mc = {
207         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
208         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
209 };
210
211 /*
212  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
213  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
214  */
215 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
216 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
217
218 enum charge_type {
219         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
220         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
223         NR_CHARGE_TYPE,
224 };
225
226 /* for encoding cft->private value on file */
227 enum res_type {
228         _MEM,
229         _MEMSWAP,
230         _OOM_TYPE,
231         _KMEM,
232 };
233
234 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
235 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
236 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
237 /* Used for OOM nofiier */
238 #define OOM_CONTROL             (0)
239
240 /*
241  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
242  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
243  * appearing has to hold it as well.
244  */
245 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
246
247 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
248 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
249 {
250         if (!memcg)
251                 memcg = root_mem_cgroup;
252         return &memcg->vmpressure;
253 }
254
255 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
256 {
257         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
258 }
259
260 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
261 {
262         return (memcg == root_mem_cgroup);
263 }
264
265 /*
266  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
267  * an unsigned short.
268  */
269 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
270
271 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
272 {
273         return memcg->css.id;
274 }
275
276 /*
277  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
278  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
279  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
280  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
281  */
282 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
283 {
284         struct cgroup_subsys_state *css;
285
286         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
287         return mem_cgroup_from_css(css);
288 }
289
290 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
291 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
292
293 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
294 {
295         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
296                 struct mem_cgroup *memcg;
297                 struct cg_proto *cg_proto;
298
299                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
300
301                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
302                  * filled. It won't however, necessarily happen from
303                  * process context. So the test for root memcg given
304                  * the current task's memcg won't help us in this case.
305                  *
306                  * Respecting the original socket's memcg is a better
307                  * decision in this case.
308                  */
309                 if (sk->sk_cgrp) {
310                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
311                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
312                         return;
313                 }
314
315                 rcu_read_lock();
316                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
317                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
318                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
319                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
320                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
321                 }
322                 rcu_read_unlock();
323         }
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
326
327 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
328 {
329         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
330                 struct mem_cgroup *memcg;
331                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
332                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
333                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
334         }
335 }
336
337 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
338 {
339         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
340                 return NULL;
341
342         return &memcg->tcp_mem;
343 }
344 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
345
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
349 /*
350  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
351  * The main reason for not using cgroup id for this:
352  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
353  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
354  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
355  *  200 entry array for that.
356  *
357  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
358  * will double each time we have to increase it.
359  */
360 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
361 int memcg_nr_cache_ids;
362
363 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
364 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
365
366 void memcg_get_cache_ids(void)
367 {
368         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
369 }
370
371 void memcg_put_cache_ids(void)
372 {
373         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
374 }
375
376 /*
377  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
378  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
379  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
380  * tunable, but that is strictly not necessary.
381  *
382  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
383  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
384  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
385  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
386  * increase ours as well if it increases.
387  */
388 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
389 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
390
391 /*
392  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
393  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
394  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
395  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
396  */
397 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
398 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
399
400 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
401
402 static struct mem_cgroup_per_zone *
403 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
404 {
405         int nid = zone_to_nid(zone);
406         int zid = zone_idx(zone);
407
408         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
409 }
410
411 /**
412  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
413  * @page: page of interest
414  *
415  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
416  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
417  * until it is released.
418  *
419  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
420  * is returned.
421  *
422  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
423  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
424  * association before @page is released even on the default hierarchy;
425  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
426  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
427  * actually true.
428  */
429 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
430 {
431         struct mem_cgroup *memcg;
432
433         rcu_read_lock();
434
435         memcg = page->mem_cgroup;
436
437         if (!memcg || !cgroup_on_dfl(memcg->css.cgroup))
438                 memcg = root_mem_cgroup;
439
440         rcu_read_unlock();
441         return &memcg->css;
442 }
443
444 /**
445  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
446  * @page: the page
447  *
448  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
449  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
450  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
451  *
452  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
453  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
454  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
455  * do not care (such as procfs interfaces).
456  */
457 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
458 {
459         struct mem_cgroup *memcg;
460         unsigned long ino = 0;
461
462         rcu_read_lock();
463         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
464         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
465                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
466         if (memcg)
467                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
468         rcu_read_unlock();
469         return ino;
470 }
471
472 static struct mem_cgroup_per_zone *
473 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
474 {
475         int nid = page_to_nid(page);
476         int zid = page_zonenum(page);
477
478         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
479 }
480
481 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
482 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
483 {
484         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
485 }
486
487 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
488 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
489 {
490         int nid = page_to_nid(page);
491         int zid = page_zonenum(page);
492
493         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
494 }
495
496 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
497                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
498                                          unsigned long new_usage_in_excess)
499 {
500         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
501         struct rb_node *parent = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
503
504         if (mz->on_tree)
505                 return;
506
507         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
508         if (!mz->usage_in_excess)
509                 return;
510         while (*p) {
511                 parent = *p;
512                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
513                                         tree_node);
514                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
515                         p = &(*p)->rb_left;
516                 /*
517                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
518                  * limit by the same amount
519                  */
520                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
521                         p = &(*p)->rb_right;
522         }
523         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
524         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = true;
526 }
527
528 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
529                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
530 {
531         if (!mz->on_tree)
532                 return;
533         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
534         mz->on_tree = false;
535 }
536
537 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
538                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
539 {
540         unsigned long flags;
541
542         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
543         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
544         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
545 }
546
547 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
548 {
549         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
550         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
551         unsigned long excess = 0;
552
553         if (nr_pages > soft_limit)
554                 excess = nr_pages - soft_limit;
555
556         return excess;
557 }
558
559 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
560 {
561         unsigned long excess;
562         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
563         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
564
565         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
566         /*
567          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
568          * because their event counter is not touched.
569          */
570         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
571                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
572                 excess = soft_limit_excess(memcg);
573                 /*
574                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
575                  * mem is over its softlimit.
576                  */
577                 if (excess || mz->on_tree) {
578                         unsigned long flags;
579
580                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
581                         /* if on-tree, remove it */
582                         if (mz->on_tree)
583                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
584                         /*
585                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
586                          * If excess is 0, no tree ops.
587                          */
588                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
589                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
590                 }
591         }
592 }
593
594 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
595 {
596         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
597         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
598         int nid, zid;
599
600         for_each_node(nid) {
601                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
602                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
603                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
604                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
605                 }
606         }
607 }
608
609 static struct mem_cgroup_per_zone *
610 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
611 {
612         struct rb_node *rightmost = NULL;
613         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
614
615 retry:
616         mz = NULL;
617         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
618         if (!rightmost)
619                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
620
621         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
622         /*
623          * Remove the node now but someone else can add it back,
624          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
625          * position in the tree.
626          */
627         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
628         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
629             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
630                 goto retry;
631 done:
632         return mz;
633 }
634
635 static struct mem_cgroup_per_zone *
636 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
637 {
638         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
639
640         spin_lock_irq(&mctz->lock);
641         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
642         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
643         return mz;
644 }
645
646 /*
647  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
648  *
649  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
650  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
651  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
652  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
653  *
654  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
655  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
656  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
657  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
658  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
659  *
660  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
661  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
662  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
663  * implemented.
664  */
665 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
666                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
667 {
668         long val = 0;
669         int cpu;
670
671         for_each_possible_cpu(cpu)
672                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
673         return val;
674 }
675
676 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
677                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
678 {
679         unsigned long val = 0;
680         int cpu;
681
682         for_each_possible_cpu(cpu)
683                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
684         return val;
685 }
686
687 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
688                                          struct page *page,
689                                          int nr_pages)
690 {
691         /*
692          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
693          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
694          */
695         if (PageAnon(page))
696                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
697                                 nr_pages);
698         else
699                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
700                                 nr_pages);
701
702         if (PageTransHuge(page))
703                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
704                                 nr_pages);
705
706         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
707         if (nr_pages > 0)
708                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
709         else {
710                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
711                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
712         }
713
714         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
715 }
716
717 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
718                                                   int nid,
719                                                   unsigned int lru_mask)
720 {
721         unsigned long nr = 0;
722         int zid;
723
724         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
725
726         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
727                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
728                 enum lru_list lru;
729
730                 for_each_lru(lru) {
731                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
732                                 continue;
733                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
734                         nr += mz->lru_size[lru];
735                 }
736         }
737         return nr;
738 }
739
740 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
741                         unsigned int lru_mask)
742 {
743         unsigned long nr = 0;
744         int nid;
745
746         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
747                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
748         return nr;
749 }
750
751 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
752                                        enum mem_cgroup_events_target target)
753 {
754         unsigned long val, next;
755
756         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
757         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
758         /* from time_after() in jiffies.h */
759         if ((long)next - (long)val < 0) {
760                 switch (target) {
761                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
762                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
763                         break;
764                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
765                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
766                         break;
767                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
768                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
769                         break;
770                 default:
771                         break;
772                 }
773                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
774                 return true;
775         }
776         return false;
777 }
778
779 /*
780  * Check events in order.
781  *
782  */
783 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
784 {
785         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
786         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
787                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
788                 bool do_softlimit;
789                 bool do_numainfo __maybe_unused;
790
791                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
792                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
793 #if MAX_NUMNODES > 1
794                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
795                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
796 #endif
797                 mem_cgroup_threshold(memcg);
798                 if (unlikely(do_softlimit))
799                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
800 #if MAX_NUMNODES > 1
801                 if (unlikely(do_numainfo))
802                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
803 #endif
804         }
805 }
806
807 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
808 {
809         /*
810          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
811          * if it races with swapoff, page migration, etc.
812          * So this can be called with p == NULL.
813          */
814         if (unlikely(!p))
815                 return NULL;
816
817         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
818 }
819 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
820
821 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
822 {
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824
825         rcu_read_lock();
826         do {
827                 /*
828                  * Page cache insertions can happen withou an
829                  * actual mm context, e.g. during disk probing
830                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
831                  */
832                 if (unlikely(!mm))
833                         memcg = root_mem_cgroup;
834                 else {
835                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
836                         if (unlikely(!memcg))
837                                 memcg = root_mem_cgroup;
838                 }
839         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
840         rcu_read_unlock();
841         return memcg;
842 }
843
844 /**
845  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
846  * @root: hierarchy root
847  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
848  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
849  *
850  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
851  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
852  *
853  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
854  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
855  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
856  *
857  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
858  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
859  * reclaimers operating on the same zone and priority.
860  */
861 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
862                                    struct mem_cgroup *prev,
863                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
864 {
865         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
866         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
867         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
868         struct mem_cgroup *pos = NULL;
869
870         if (mem_cgroup_disabled())
871                 return NULL;
872
873         if (!root)
874                 root = root_mem_cgroup;
875
876         if (prev && !reclaim)
877                 pos = prev;
878
879         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
880                 if (prev)
881                         goto out;
882                 return root;
883         }
884
885         rcu_read_lock();
886
887         if (reclaim) {
888                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
889
890                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
891                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
892
893                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
894                         goto out_unlock;
895
896                 do {
897                         pos = READ_ONCE(iter->position);
898                         /*
899                          * A racing update may change the position and
900                          * put the last reference, hence css_tryget(),
901                          * or retry to see the updated position.
902                          */
903                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
904         }
905
906         if (pos)
907                 css = &pos->css;
908
909         for (;;) {
910                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
911                 if (!css) {
912                         /*
913                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
914                          * new one might jump in right at the end of
915                          * the hierarchy - make sure they see at least
916                          * one group and restart from the beginning.
917                          */
918                         if (!prev)
919                                 continue;
920                         break;
921                 }
922
923                 /*
924                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
925                  * is provided by the caller, so we know it's alive
926                  * and kicking, and don't take an extra reference.
927                  */
928                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
929
930                 if (css == &root->css)
931                         break;
932
933                 if (css_tryget(css)) {
934                         /*
935                          * Make sure the memcg is initialized:
936                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
937                          * initialization against setting the flag.
938                          */
939                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
940                                 break;
941
942                         css_put(css);
943                 }
944
945                 memcg = NULL;
946         }
947
948         if (reclaim) {
949                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
950                         if (memcg)
951                                 css_get(&memcg->css);
952                         if (pos)
953                                 css_put(&pos->css);
954                 }
955
956                 /*
957                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
958                  * above.
959                  */
960                 if (pos)
961                         css_put(&pos->css);
962
963                 if (!memcg)
964                         iter->generation++;
965                 else if (!prev)
966                         reclaim->generation = iter->generation;
967         }
968
969 out_unlock:
970         rcu_read_unlock();
971 out:
972         if (prev && prev != root)
973                 css_put(&prev->css);
974
975         return memcg;
976 }
977
978 /**
979  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
980  * @root: hierarchy root
981  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
982  */
983 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
984                            struct mem_cgroup *prev)
985 {
986         if (!root)
987                 root = root_mem_cgroup;
988         if (prev && prev != root)
989                 css_put(&prev->css);
990 }
991
992 /*
993  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
994  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
995  * be used for reference counting.
996  */
997 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
998         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
999              iter != NULL;                              \
1000              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1001
1002 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1003         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1004              iter != NULL;                              \
1005              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1006
1007 /**
1008  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1009  * @zone: zone of the wanted lruvec
1010  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1011  *
1012  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1013  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1014  * is disabled.
1015  */
1016 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1017                                       struct mem_cgroup *memcg)
1018 {
1019         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1020         struct lruvec *lruvec;
1021
1022         if (mem_cgroup_disabled()) {
1023                 lruvec = &zone->lruvec;
1024                 goto out;
1025         }
1026
1027         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1028         lruvec = &mz->lruvec;
1029 out:
1030         /*
1031          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1032          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1033          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1034          */
1035         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1036                 lruvec->zone = zone;
1037         return lruvec;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1042  * @page: the page
1043  * @zone: zone of the page
1044  *
1045  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1046  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1047  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1048  */
1049 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1050 {
1051         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1052         struct mem_cgroup *memcg;
1053         struct lruvec *lruvec;
1054
1055         if (mem_cgroup_disabled()) {
1056                 lruvec = &zone->lruvec;
1057                 goto out;
1058         }
1059
1060         memcg = page->mem_cgroup;
1061         /*
1062          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1063          * possibly migrated - before they are charged.
1064          */
1065         if (!memcg)
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067
1068         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1069         lruvec = &mz->lruvec;
1070 out:
1071         /*
1072          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1073          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1074          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1075          */
1076         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1077                 lruvec->zone = zone;
1078         return lruvec;
1079 }
1080
1081 /**
1082  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1083  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1084  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1085  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1086  *
1087  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1088  * lru list.
1089  */
1090 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1091                                 int nr_pages)
1092 {
1093         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1094         unsigned long *lru_size;
1095
1096         if (mem_cgroup_disabled())
1097                 return;
1098
1099         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1100         lru_size = mz->lru_size + lru;
1101         *lru_size += nr_pages;
1102         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1103 }
1104
1105 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1106 {
1107         struct mem_cgroup *task_memcg;
1108         struct task_struct *p;
1109         bool ret;
1110
1111         p = find_lock_task_mm(task);
1112         if (p) {
1113                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1114                 task_unlock(p);
1115         } else {
1116                 /*
1117                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1118                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1119                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1120                  */
1121                 rcu_read_lock();
1122                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1123                 css_get(&task_memcg->css);
1124                 rcu_read_unlock();
1125         }
1126         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1127         css_put(&task_memcg->css);
1128         return ret;
1129 }
1130
1131 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1132         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1133
1134 /**
1135  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1136  * @memcg: the memory cgroup
1137  *
1138  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1139  * pages.
1140  */
1141 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1142 {
1143         unsigned long margin = 0;
1144         unsigned long count;
1145         unsigned long limit;
1146
1147         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1148         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1149         if (count < limit)
1150                 margin = limit - count;
1151
1152         if (do_swap_account) {
1153                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1154                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1155                 if (count <= limit)
1156                         margin = min(margin, limit - count);
1157         }
1158
1159         return margin;
1160 }
1161
1162 /*
1163  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1164  *
1165  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1166  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1167  * caused by "move".
1168  */
1169 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1170 {
1171         struct mem_cgroup *from;
1172         struct mem_cgroup *to;
1173         bool ret = false;
1174         /*
1175          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1176          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1177          */
1178         spin_lock(&mc.lock);
1179         from = mc.from;
1180         to = mc.to;
1181         if (!from)
1182                 goto unlock;
1183
1184         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1185                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1186 unlock:
1187         spin_unlock(&mc.lock);
1188         return ret;
1189 }
1190
1191 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1192 {
1193         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1194                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1195                         DEFINE_WAIT(wait);
1196                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1197                         /* moving charge context might have finished. */
1198                         if (mc.moving_task)
1199                                 schedule();
1200                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1201                         return true;
1202                 }
1203         }
1204         return false;
1205 }
1206
1207 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1208 /**
1209  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1210  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1211  * @p: Task that is going to be killed
1212  *
1213  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1214  * enabled
1215  */
1216 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1217 {
1218         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1219         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1220         struct mem_cgroup *iter;
1221         unsigned int i;
1222
1223         mutex_lock(&oom_info_lock);
1224         rcu_read_lock();
1225
1226         if (p) {
1227                 pr_info("Task in ");
1228                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1229                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1230         } else {
1231                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1232         }
1233
1234         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1235         pr_cont("\n");
1236
1237         rcu_read_unlock();
1238
1239         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1240                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1241                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1242         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1243                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1244                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1245         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1246                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1247                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1248
1249         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1250                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1251                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1252                 pr_cont(":");
1253
1254                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1255                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1256                                 continue;
1257                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1258                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1259                 }
1260
1261                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1262                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1263                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1264
1265                 pr_cont("\n");
1266         }
1267         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1268 }
1269
1270 /*
1271  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1272  * 1(self count) if no children.
1273  */
1274 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1275 {
1276         int num = 0;
1277         struct mem_cgroup *iter;
1278
1279         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1280                 num++;
1281         return num;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1286  */
1287 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1288 {
1289         unsigned long limit;
1290
1291         limit = memcg->memory.limit;
1292         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1293                 unsigned long memsw_limit;
1294
1295                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1296                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1297         }
1298         return limit;
1299 }
1300
1301 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1302                                      int order)
1303 {
1304         struct oom_control oc = {
1305                 .zonelist = NULL,
1306                 .nodemask = NULL,
1307                 .gfp_mask = gfp_mask,
1308                 .order = order,
1309         };
1310         struct mem_cgroup *iter;
1311         unsigned long chosen_points = 0;
1312         unsigned long totalpages;
1313         unsigned int points = 0;
1314         struct task_struct *chosen = NULL;
1315
1316         mutex_lock(&oom_lock);
1317
1318         /*
1319          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1320          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1321          * quickly exit and free its memory.
1322          */
1323         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1324                 mark_oom_victim(current);
1325                 goto unlock;
1326         }
1327
1328         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1329         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1330         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1331                 struct css_task_iter it;
1332                 struct task_struct *task;
1333
1334                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1335                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1336                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1337                         case OOM_SCAN_SELECT:
1338                                 if (chosen)
1339                                         put_task_struct(chosen);
1340                                 chosen = task;
1341                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1342                                 get_task_struct(chosen);
1343                                 /* fall through */
1344                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1345                                 continue;
1346                         case OOM_SCAN_ABORT:
1347                                 css_task_iter_end(&it);
1348                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1349                                 if (chosen)
1350                                         put_task_struct(chosen);
1351                                 goto unlock;
1352                         case OOM_SCAN_OK:
1353                                 break;
1354                         };
1355                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1356                         if (!points || points < chosen_points)
1357                                 continue;
1358                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1359                         if (points == chosen_points &&
1360                             thread_group_leader(chosen))
1361                                 continue;
1362
1363                         if (chosen)
1364                                 put_task_struct(chosen);
1365                         chosen = task;
1366                         chosen_points = points;
1367                         get_task_struct(chosen);
1368                 }
1369                 css_task_iter_end(&it);
1370         }
1371
1372         if (chosen) {
1373                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1374                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1375                                  "Memory cgroup out of memory");
1376         }
1377 unlock:
1378         mutex_unlock(&oom_lock);
1379 }
1380
1381 #if MAX_NUMNODES > 1
1382
1383 /**
1384  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1385  * @memcg: the target memcg
1386  * @nid: the node ID to be checked.
1387  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1388  *
1389  * This function returns whether the specified memcg contains any
1390  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1391  * pages in the node.
1392  */
1393 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1394                 int nid, bool noswap)
1395 {
1396         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1397                 return true;
1398         if (noswap || !total_swap_pages)
1399                 return false;
1400         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1401                 return true;
1402         return false;
1403
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1408  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1409  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1410  *
1411  */
1412 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1413 {
1414         int nid;
1415         /*
1416          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1417          * pagein/pageout changes since the last update.
1418          */
1419         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1420                 return;
1421         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1422                 return;
1423
1424         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1425         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1426
1427         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1428
1429                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1430                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1431         }
1432
1433         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1434         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1435 }
1436
1437 /*
1438  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1439  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1440  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1441  *
1442  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1443  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1444  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1445  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1446  *
1447  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1448  */
1449 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         int node;
1452
1453         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1454         node = memcg->last_scanned_node;
1455
1456         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1457         if (node == MAX_NUMNODES)
1458                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1459         /*
1460          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1461          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1462          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1463          * we use curret node.
1464          */
1465         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1466                 node = numa_node_id();
1467
1468         memcg->last_scanned_node = node;
1469         return node;
1470 }
1471 #else
1472 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         return 0;
1475 }
1476 #endif
1477
1478 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1479                                    struct zone *zone,
1480                                    gfp_t gfp_mask,
1481                                    unsigned long *total_scanned)
1482 {
1483         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1484         int total = 0;
1485         int loop = 0;
1486         unsigned long excess;
1487         unsigned long nr_scanned;
1488         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1489                 .zone = zone,
1490                 .priority = 0,
1491         };
1492
1493         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1494
1495         while (1) {
1496                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1497                 if (!victim) {
1498                         loop++;
1499                         if (loop >= 2) {
1500                                 /*
1501                                  * If we have not been able to reclaim
1502                                  * anything, it might because there are
1503                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1504                                  */
1505                                 if (!total)
1506                                         break;
1507                                 /*
1508                                  * We want to do more targeted reclaim.
1509                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1510                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1511                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1512                                  */
1513                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1514                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1515                                         break;
1516                         }
1517                         continue;
1518                 }
1519                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1520                                                      zone, &nr_scanned);
1521                 *total_scanned += nr_scanned;
1522                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1523                         break;
1524         }
1525         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1526         return total;
1527 }
1528
1529 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1530 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1531         .name = "memcg_oom_lock",
1532 };
1533 #endif
1534
1535 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1536
1537 /*
1538  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1539  * If someone is running, return false.
1540  */
1541 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1542 {
1543         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1544
1545         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1546
1547         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1548                 if (iter->oom_lock) {
1549                         /*
1550                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1551                          * so we cannot give a lock.
1552                          */
1553                         failed = iter;
1554                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1555                         break;
1556                 } else
1557                         iter->oom_lock = true;
1558         }
1559
1560         if (failed) {
1561                 /*
1562                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1563                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1564                  */
1565                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1566                         if (iter == failed) {
1567                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1568                                 break;
1569                         }
1570                         iter->oom_lock = false;
1571                 }
1572         } else
1573                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1574
1575         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1576
1577         return !failed;
1578 }
1579
1580 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1581 {
1582         struct mem_cgroup *iter;
1583
1584         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1585         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1586         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1587                 iter->oom_lock = false;
1588         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1589 }
1590
1591 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1592 {
1593         struct mem_cgroup *iter;
1594
1595         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1596         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1597                 iter->under_oom++;
1598         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1599 }
1600
1601 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         struct mem_cgroup *iter;
1604
1605         /*
1606          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1607          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1608          */
1609         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1610         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1611                 if (iter->under_oom > 0)
1612                         iter->under_oom--;
1613         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1614 }
1615
1616 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1617
1618 struct oom_wait_info {
1619         struct mem_cgroup *memcg;
1620         wait_queue_t    wait;
1621 };
1622
1623 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1624         unsigned mode, int sync, void *arg)
1625 {
1626         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1627         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1628         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1629
1630         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1631         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1632
1633         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1634             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1635                 return 0;
1636         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1637 }
1638
1639 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1640 {
1641         /*
1642          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1643          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1644          * this function is called as a result of userland actions
1645          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1646          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1647          * triggering notification.
1648          */
1649         if (memcg && memcg->under_oom)
1650                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1651 }
1652
1653 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1654 {
1655         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1656                 return;
1657         /*
1658          * We are in the middle of the charge context here, so we
1659          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1660          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1661          *
1662          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1663          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1664          * invocation might not even be necessary.
1665          *
1666          * That's why we don't do anything here except remember the
1667          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1668          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1669          * and when we know whether the fault was overall successful.
1670          */
1671         css_get(&memcg->css);
1672         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1673         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1674         current->memcg_oom.order = order;
1675 }
1676
1677 /**
1678  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1679  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1680  *
1681  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1682  * handler was enabled.
1683  *
1684  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1685  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1686  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1687  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1688  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1689  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1690  *
1691  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1692  * completed, %false otherwise.
1693  */
1694 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1695 {
1696         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1697         struct oom_wait_info owait;
1698         bool locked;
1699
1700         /* OOM is global, do not handle */
1701         if (!memcg)
1702                 return false;
1703
1704         if (!handle || oom_killer_disabled)
1705                 goto cleanup;
1706
1707         owait.memcg = memcg;
1708         owait.wait.flags = 0;
1709         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1710         owait.wait.private = current;
1711         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1712
1713         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1714         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1715
1716         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1717
1718         if (locked)
1719                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1720
1721         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1722                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1723                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1724                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1725                                          current->memcg_oom.order);
1726         } else {
1727                 schedule();
1728                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1729                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1730         }
1731
1732         if (locked) {
1733                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1734                 /*
1735                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1736                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1737                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1738                  */
1739                 memcg_oom_recover(memcg);
1740         }
1741 cleanup:
1742         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1743         css_put(&memcg->css);
1744         return true;
1745 }
1746
1747 /**
1748  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1749  * @page: page that is going to change accounted state
1750  *
1751  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1752  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1753  * being moved to another memcg:
1754  *
1755  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1756  *   if (TestClearPageState(page))
1757  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1758  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1759  */
1760 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1761 {
1762         struct mem_cgroup *memcg;
1763         unsigned long flags;
1764
1765         /*
1766          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1767          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1768          * because page moving starts with an RCU grace period.
1769          *
1770          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1771          * the page state that is going to change is the only thing
1772          * preventing the page from being uncharged.
1773          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1774          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1775          * account transaction might be complete.
1776          */
1777         rcu_read_lock();
1778
1779         if (mem_cgroup_disabled())
1780                 return NULL;
1781 again:
1782         memcg = page->mem_cgroup;
1783         if (unlikely(!memcg))
1784                 return NULL;
1785
1786         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1787                 return memcg;
1788
1789         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1790         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1791                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1792                 goto again;
1793         }
1794
1795         /*
1796          * When charge migration first begins, we can have locked and
1797          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1798          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1799          */
1800         memcg->move_lock_task = current;
1801         memcg->move_lock_flags = flags;
1802
1803         return memcg;
1804 }
1805 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1806
1807 /**
1808  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1809  * @memcg: the memcg that was accounted against
1810  */
1811 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1812 {
1813         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1814                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1815
1816                 memcg->move_lock_task = NULL;
1817                 memcg->move_lock_flags = 0;
1818
1819                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1820         }
1821
1822         rcu_read_unlock();
1823 }
1824 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1825
1826 /*
1827  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1828  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1829  */
1830 #define CHARGE_BATCH    32U
1831 struct memcg_stock_pcp {
1832         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1833         unsigned int nr_pages;
1834         struct work_struct work;
1835         unsigned long flags;
1836 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1837 };
1838 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1839 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1840
1841 /**
1842  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1843  * @memcg: memcg to consume from.
1844  * @nr_pages: how many pages to charge.
1845  *
1846  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1847  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1848  * service an allocation will refill the stock.
1849  *
1850  * returns true if successful, false otherwise.
1851  */
1852 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1853 {
1854         struct memcg_stock_pcp *stock;
1855         bool ret = false;
1856
1857         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1858                 return ret;
1859
1860         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1861         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1862                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1863                 ret = true;
1864         }
1865         put_cpu_var(memcg_stock);
1866         return ret;
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1871  */
1872 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1873 {
1874         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1875
1876         if (stock->nr_pages) {
1877                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1878                 if (do_swap_account)
1879                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1880                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1881                 stock->nr_pages = 0;
1882         }
1883         stock->cached = NULL;
1884 }
1885
1886 /*
1887  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1888  * a thread which is pinned to local cpu.
1889  */
1890 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1891 {
1892         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1893         drain_stock(stock);
1894         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1895 }
1896
1897 /*
1898  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1899  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1900  */
1901 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1902 {
1903         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1904
1905         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1906                 drain_stock(stock);
1907                 stock->cached = memcg;
1908         }
1909         stock->nr_pages += nr_pages;
1910         put_cpu_var(memcg_stock);
1911 }
1912
1913 /*
1914  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1915  * of the hierarchy under it.
1916  */
1917 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1918 {
1919         int cpu, curcpu;
1920
1921         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1922         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1923                 return;
1924         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1925         get_online_cpus();
1926         curcpu = get_cpu();
1927         for_each_online_cpu(cpu) {
1928                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1929                 struct mem_cgroup *memcg;
1930
1931                 memcg = stock->cached;
1932                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1933                         continue;
1934                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1935                         continue;
1936                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1937                         if (cpu == curcpu)
1938                                 drain_local_stock(&stock->work);
1939                         else
1940                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1941                 }
1942         }
1943         put_cpu();
1944         put_online_cpus();
1945         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1946 }
1947
1948 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1949                                         unsigned long action,
1950                                         void *hcpu)
1951 {
1952         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1953         struct memcg_stock_pcp *stock;
1954
1955         if (action == CPU_ONLINE)
1956                 return NOTIFY_OK;
1957
1958         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1959                 return NOTIFY_OK;
1960
1961         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1962         drain_stock(stock);
1963         return NOTIFY_OK;
1964 }
1965
1966 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1967                       unsigned int nr_pages)
1968 {
1969         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1970         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1971         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1972         struct page_counter *counter;
1973         unsigned long nr_reclaimed;
1974         bool may_swap = true;
1975         bool drained = false;
1976         int ret = 0;
1977
1978         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1979                 goto done;
1980 retry:
1981         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1982                 goto done;
1983
1984         if (!do_swap_account ||
1985             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1986                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1987                         goto done_restock;
1988                 if (do_swap_account)
1989                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1990                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1991         } else {
1992                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1993                 may_swap = false;
1994         }
1995
1996         if (batch > nr_pages) {
1997                 batch = nr_pages;
1998                 goto retry;
1999         }
2000
2001         /*
2002          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2003          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2004          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2005          * free their memory.
2006          */
2007         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2008                      fatal_signal_pending(current) ||
2009                      current->flags & PF_EXITING))
2010                 goto bypass;
2011
2012         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2013                 goto nomem;
2014
2015         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2016                 goto nomem;
2017
2018         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2019
2020         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2021                                                     gfp_mask, may_swap);
2022
2023         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2024                 goto retry;
2025
2026         if (!drained) {
2027                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2028                 drained = true;
2029                 goto retry;
2030         }
2031
2032         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2033                 goto nomem;
2034         /*
2035          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2036          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2037          * before killing the task.
2038          *
2039          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2040          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2041          * to regular pages anyway in case of failure.
2042          */
2043         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2044                 goto retry;
2045         /*
2046          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2047          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2048          */
2049         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2050                 goto retry;
2051
2052         if (nr_retries--)
2053                 goto retry;
2054
2055         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2056                 goto bypass;
2057
2058         if (fatal_signal_pending(current))
2059                 goto bypass;
2060
2061         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2062
2063         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2064 nomem:
2065         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2066                 return -ENOMEM;
2067 bypass:
2068         return -EINTR;
2069
2070 done_restock:
2071         css_get_many(&memcg->css, batch);
2072         if (batch > nr_pages)
2073                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2074         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2075                 goto done;
2076         /*
2077          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2078          * make the charging task trim their excess contribution.
2079          */
2080         do {
2081                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2082                         continue;
2083                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2084                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2085         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2086 done:
2087         return ret;
2088 }
2089
2090 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2091 {
2092         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2093                 return;
2094
2095         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2096         if (do_swap_account)
2097                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2098
2099         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2100 }
2101
2102 /*
2103  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2104  * @page: the page
2105  *
2106  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2107  *
2108  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2109  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2110  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2111  */
2112 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2113 {
2114         struct mem_cgroup *memcg;
2115         unsigned short id;
2116         swp_entry_t ent;
2117
2118         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2119
2120         memcg = page->mem_cgroup;
2121         if (memcg) {
2122                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2123                         memcg = NULL;
2124         } else if (PageSwapCache(page)) {
2125                 ent.val = page_private(page);
2126                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2127                 rcu_read_lock();
2128                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
2129                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2130                         memcg = NULL;
2131                 rcu_read_unlock();
2132         }
2133         return memcg;
2134 }
2135
2136 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2137 {
2138         struct zone *zone = page_zone(page);
2139
2140         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2141         if (PageLRU(page)) {
2142                 struct lruvec *lruvec;
2143
2144                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2145                 ClearPageLRU(page);
2146                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2147                 *isolated = 1;
2148         } else
2149                 *isolated = 0;
2150 }
2151
2152 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2153 {
2154         struct zone *zone = page_zone(page);
2155
2156         if (isolated) {
2157                 struct lruvec *lruvec;
2158
2159                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2160                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2161                 SetPageLRU(page);
2162                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2163         }
2164         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2165 }
2166
2167 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2168                           bool lrucare)
2169 {
2170         int isolated;
2171
2172         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2173
2174         /*
2175          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2176          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2177          */
2178         if (lrucare)
2179                 lock_page_lru(page, &isolated);
2180
2181         /*
2182          * Nobody should be changing or seriously looking at
2183          * page->mem_cgroup at this point:
2184          *
2185          * - the page is uncharged
2186          *
2187          * - the page is off-LRU
2188          *
2189          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2190          *   a locked page table
2191          *
2192          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2193          *   have the page locked
2194          */
2195         page->mem_cgroup = memcg;
2196
2197         if (lrucare)
2198                 unlock_page_lru(page, isolated);
2199 }
2200
2201 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2202 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2203                       unsigned long nr_pages)
2204 {
2205         struct page_counter *counter;
2206         int ret = 0;
2207
2208         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2209         if (ret < 0)
2210                 return ret;
2211
2212         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2213         if (ret == -EINTR)  {
2214                 /*
2215                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2216                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2217                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2218                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2219                  * perspective, the cache has already been selected, by
2220                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2221                  * our minds.
2222                  *
2223                  * This condition will only trigger if the task entered
2224                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2225                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2226                  * when the allocation triggers should have been already
2227                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2228                  */
2229                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2230                 if (do_swap_account)
2231                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2232                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2233                 ret = 0;
2234         } else if (ret)
2235                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2236
2237         return ret;
2238 }
2239
2240 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2241 {
2242         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2243         if (do_swap_account)
2244                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2245
2246         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2247
2248         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2249 }
2250
2251 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2252 {
2253         int id, size;
2254         int err;
2255
2256         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2257                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2258         if (id < 0)
2259                 return id;
2260
2261         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2262                 return id;
2263
2264         /*
2265          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2266          * so we have to grow them.
2267          */
2268         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2269
2270         size = 2 * (id + 1);
2271         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2272                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2273         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2274                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2275
2276         err = memcg_update_all_caches(size);
2277         if (!err)
2278                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2279         if (!err)
2280                 memcg_nr_cache_ids = size;
2281
2282         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2283
2284         if (err) {
2285                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2286                 return err;
2287         }
2288         return id;
2289 }
2290
2291 static void memcg_free_cache_id(int id)
2292 {
2293         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2294 }
2295
2296 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2297         struct mem_cgroup *memcg;
2298         struct kmem_cache *cachep;
2299         struct work_struct work;
2300 };
2301
2302 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2303 {
2304         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2305                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2306         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2307         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2308
2309         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2310
2311         css_put(&memcg->css);
2312         kfree(cw);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2317  */
2318 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2319                                                struct kmem_cache *cachep)
2320 {
2321         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2322
2323         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2324         if (!cw)
2325                 return;
2326
2327         css_get(&memcg->css);
2328
2329         cw->memcg = memcg;
2330         cw->cachep = cachep;
2331         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2332
2333         schedule_work(&cw->work);
2334 }
2335
2336 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2337                                              struct kmem_cache *cachep)
2338 {
2339         /*
2340          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2341          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2342          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2343          *
2344          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2345          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2346          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2347          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2348          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2349          */
2350         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2351         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2352         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2357  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2358  *
2359  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2360  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2361  * in a workqueue.
2362  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2363  * the original cache.
2364  *
2365  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2366  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2367  */
2368 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2369 {
2370         struct mem_cgroup *memcg;
2371         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2372         int kmemcg_id;
2373
2374         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2375
2376         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2377                 return cachep;
2378
2379         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2380         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2381         if (kmemcg_id < 0)
2382                 goto out;
2383
2384         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2385         if (likely(memcg_cachep))
2386                 return memcg_cachep;
2387
2388         /*
2389          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2390          * context), we could be be predictable and return right away.
2391          * This would guarantee that the allocation being performed
2392          * already belongs in the new cache.
2393          *
2394          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2395          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2396          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2397          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2398          * defer everything.
2399          */
2400         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2401 out:
2402         css_put(&memcg->css);
2403         return cachep;
2404 }
2405
2406 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2407 {
2408         if (!is_root_cache(cachep))
2409                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2410 }
2411
2412 /*
2413  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2414  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2415  * need a further commit step to do the final arrangements.
2416  *
2417  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2418  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2419  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2420  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2421  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2422  * the compiled-out case as well.
2423  *
2424  * Returning true means the allocation is possible.
2425  */
2426 bool
2427 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2428 {
2429         struct mem_cgroup *memcg;
2430         int ret;
2431
2432         *_memcg = NULL;
2433
2434         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2435
2436         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2437                 css_put(&memcg->css);
2438                 return true;
2439         }
2440
2441         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2442         if (!ret)
2443                 *_memcg = memcg;
2444
2445         css_put(&memcg->css);
2446         return (ret == 0);
2447 }
2448
2449 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2450                               int order)
2451 {
2452         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2453
2454         /* The page allocation failed. Revert */
2455         if (!page) {
2456                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2457                 return;
2458         }
2459         page->mem_cgroup = memcg;
2460 }
2461
2462 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2463 {
2464         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2465
2466         if (!memcg)
2467                 return;
2468
2469         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2470
2471         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2472         page->mem_cgroup = NULL;
2473 }
2474
2475 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2476 {
2477         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2478         struct kmem_cache *cachep;
2479         struct page *page;
2480
2481         page = virt_to_head_page(ptr);
2482         if (PageSlab(page)) {
2483                 cachep = page->slab_cache;
2484                 if (!is_root_cache(cachep))
2485                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2486         } else
2487                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2488                 memcg = page->mem_cgroup;
2489
2490         return memcg;
2491 }
2492 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2493
2494 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2495
2496 /*
2497  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2498  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2499  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2500  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2501  */
2502 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2503 {
2504         int i;
2505
2506         if (mem_cgroup_disabled())
2507                 return;
2508
2509         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2510                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2511
2512         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2513                        HPAGE_PMD_NR);
2514 }
2515 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2516
2517 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2518 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2519                                          bool charge)
2520 {
2521         int val = (charge) ? 1 : -1;
2522         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2523 }
2524
2525 /**
2526  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2527  * @entry: swap entry to be moved
2528  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2529  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2530  *
2531  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2532  * as the mem_cgroup's id of @from.
2533  *
2534  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2535  *
2536  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2537  * both res and memsw, and called css_get().
2538  */
2539 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2540                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2541 {
2542         unsigned short old_id, new_id;
2543
2544         old_id = mem_cgroup_id(from);
2545         new_id = mem_cgroup_id(to);
2546
2547         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2548                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2549                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2550                 return 0;
2551         }
2552         return -EINVAL;
2553 }
2554 #else
2555 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2556                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2557 {
2558         return -EINVAL;
2559 }
2560 #endif
2561
2562 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2563
2564 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2565                                    unsigned long limit)
2566 {
2567         unsigned long curusage;
2568         unsigned long oldusage;
2569         bool enlarge = false;
2570         int retry_count;
2571         int ret;
2572
2573         /*
2574          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2575          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2576          * of # of children which we should visit in this loop.
2577          */
2578         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2579                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2580
2581         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2582
2583         do {
2584                 if (signal_pending(current)) {
2585                         ret = -EINTR;
2586                         break;
2587                 }
2588
2589                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2590                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2591                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2592                         ret = -EINVAL;
2593                         break;
2594                 }
2595                 if (limit > memcg->memory.limit)
2596                         enlarge = true;
2597                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2598                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2599
2600                 if (!ret)
2601                         break;
2602
2603                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2604
2605                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2606                 /* Usage is reduced ? */
2607                 if (curusage >= oldusage)
2608                         retry_count--;
2609                 else
2610                         oldusage = curusage;
2611         } while (retry_count);
2612
2613         if (!ret && enlarge)
2614                 memcg_oom_recover(memcg);
2615
2616         return ret;
2617 }
2618
2619 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2620                                          unsigned long limit)
2621 {
2622         unsigned long curusage;
2623         unsigned long oldusage;
2624         bool enlarge = false;
2625         int retry_count;
2626         int ret;
2627
2628         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2629         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2630                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2631
2632         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2633
2634         do {
2635                 if (signal_pending(current)) {
2636                         ret = -EINTR;
2637                         break;
2638                 }
2639
2640                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2641                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2642                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2643                         ret = -EINVAL;
2644                         break;
2645                 }
2646                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2647                         enlarge = true;
2648                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2649                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2650
2651                 if (!ret)
2652                         break;
2653
2654                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2655
2656                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2657                 /* Usage is reduced ? */
2658                 if (curusage >= oldusage)
2659                         retry_count--;
2660                 else
2661                         oldusage = curusage;
2662         } while (retry_count);
2663
2664         if (!ret && enlarge)
2665                 memcg_oom_recover(memcg);
2666
2667         return ret;
2668 }
2669
2670 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2671                                             gfp_t gfp_mask,
2672                                             unsigned long *total_scanned)
2673 {
2674         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2675         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2676         unsigned long reclaimed;
2677         int loop = 0;
2678         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2679         unsigned long excess;
2680         unsigned long nr_scanned;
2681
2682         if (order > 0)
2683                 return 0;
2684
2685         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2686         /*
2687          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2688          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2689          * pressure
2690          */
2691         do {
2692                 if (next_mz)
2693                         mz = next_mz;
2694                 else
2695                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2696                 if (!mz)
2697                         break;
2698
2699                 nr_scanned = 0;
2700                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2701                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2702                 nr_reclaimed += reclaimed;
2703                 *total_scanned += nr_scanned;
2704                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2705                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2706
2707                 /*
2708                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2709                  * it is time to move on to the next cgroup
2710                  */
2711                 next_mz = NULL;
2712                 if (!reclaimed)
2713                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2714
2715                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2716                 /*
2717                  * One school of thought says that we should not add
2718                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2719                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2720                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2721                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2722                  * term TODO.
2723                  */
2724                 /* If excess == 0, no tree ops */
2725                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2726                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2727                 css_put(&mz->memcg->css);
2728                 loop++;
2729                 /*
2730                  * Could not reclaim anything and there are no more
2731                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2732                  * reclaiming anything.
2733                  */
2734                 if (!nr_reclaimed &&
2735                         (next_mz == NULL ||
2736                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2737                         break;
2738         } while (!nr_reclaimed);
2739         if (next_mz)
2740                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2741         return nr_reclaimed;
2742 }
2743
2744 /*
2745  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2746  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2747  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2748  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2749  */
2750 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2751 {
2752         bool ret;
2753
2754         /*
2755          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2756          * it prevents a new child from being initialized based on this
2757          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2758          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2759          */
2760         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2761
2762         rcu_read_lock();
2763         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2764         rcu_read_unlock();
2765         return ret;
2766 }
2767
2768 /*
2769  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2770  * the rest to the parent.
2771  *
2772  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2773  */
2774 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2775 {
2776         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2777
2778         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2779         lru_add_drain_all();
2780         /* try to free all pages in this cgroup */
2781         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2782                 int progress;
2783
2784                 if (signal_pending(current))
2785                         return -EINTR;
2786
2787                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2788                                                         GFP_KERNEL, true);
2789                 if (!progress) {
2790                         nr_retries--;
2791                         /* maybe some writeback is necessary */
2792                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2793                 }
2794
2795         }
2796
2797         return 0;
2798 }
2799
2800 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2801                                             char *buf, size_t nbytes,
2802                                             loff_t off)
2803 {
2804         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2805
2806         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2807                 return -EINVAL;
2808         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2809 }
2810
2811 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2812                                      struct cftype *cft)
2813 {
2814         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2815 }
2816
2817 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2818                                       struct cftype *cft, u64 val)
2819 {
2820         int retval = 0;
2821         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2822         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2823
2824         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2825
2826         if (memcg->use_hierarchy == val)
2827                 goto out;
2828
2829         /*
2830          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2831          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2832          * occur, provided the current cgroup has no children.
2833          *
2834          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2835          * set if there are no children.
2836          */
2837         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2838                                 (val == 1 || val == 0)) {
2839                 if (!memcg_has_children(memcg))
2840                         memcg->use_hierarchy = val;
2841                 else
2842                         retval = -EBUSY;
2843         } else
2844                 retval = -EINVAL;
2845
2846 out:
2847         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2848
2849         return retval;
2850 }
2851
2852 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2853                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2854 {
2855         struct mem_cgroup *iter;
2856         long val = 0;
2857
2858         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
2859         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2860                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2861
2862         if (val < 0) /* race ? */
2863                 val = 0;
2864         return val;
2865 }
2866
2867 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2868 {
2869         u64 val;
2870
2871         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2872                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2873                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2874                 if (swap)
2875                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2876         } else {
2877                 if (!swap)
2878                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2879                 else
2880                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2881         }
2882         return val << PAGE_SHIFT;
2883 }
2884
2885 enum {
2886         RES_USAGE,
2887         RES_LIMIT,
2888         RES_MAX_USAGE,
2889         RES_FAILCNT,
2890         RES_SOFT_LIMIT,
2891 };
2892
2893 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2894                                struct cftype *cft)
2895 {
2896         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2897         struct page_counter *counter;
2898
2899         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2900         case _MEM:
2901                 counter = &memcg->memory;
2902                 break;
2903         case _MEMSWAP:
2904                 counter = &memcg->memsw;
2905                 break;
2906         case _KMEM:
2907                 counter = &memcg->kmem;
2908                 break;
2909         default:
2910                 BUG();
2911         }
2912
2913         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2914         case RES_USAGE:
2915                 if (counter == &memcg->memory)
2916                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
2917                 if (counter == &memcg->memsw)
2918                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
2919                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2920         case RES_LIMIT:
2921                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2922         case RES_MAX_USAGE:
2923                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2924         case RES_FAILCNT:
2925                 return counter->failcnt;
2926         case RES_SOFT_LIMIT:
2927                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2928         default:
2929                 BUG();
2930         }
2931 }
2932
2933 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2934 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2935                                unsigned long nr_pages)
2936 {
2937         int err = 0;
2938         int memcg_id;
2939
2940         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2941         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2942         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2943
2944         /*
2945          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2946          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2947          * already joined.
2948          *
2949          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2950          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2951          * place, which makes the value quite meaningless.
2952          *
2953          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2954          * of course permitted.
2955          */
2956         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2957         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
2958             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2959                 err = -EBUSY;
2960         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2961         if (err)
2962                 goto out;
2963
2964         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2965         if (memcg_id < 0) {
2966                 err = memcg_id;
2967                 goto out;
2968         }
2969
2970         /*
2971          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2972          * activated yet, so this should succeed.
2973          */
2974         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2975         VM_BUG_ON(err);
2976
2977         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2978         /*
2979          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2980          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2981          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2982          * patched.
2983          */
2984         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2985         memcg->kmem_acct_activated = true;
2986         memcg->kmem_acct_active = true;
2987 out:
2988         return err;
2989 }
2990
2991 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2992                                    unsigned long limit)
2993 {
2994         int ret;
2995
2996         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2997         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2998                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2999         else
3000                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3001         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3002         return ret;
3003 }
3004
3005 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3006 {
3007         int ret = 0;
3008         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3009
3010         if (!parent)
3011                 return 0;
3012
3013         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3014         /*
3015          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3016          * after this point, because it has at least one child already.
3017          */
3018         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3019                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3020         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3021         return ret;
3022 }
3023 #else
3024 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3025                                    unsigned long limit)
3026 {
3027         return -EINVAL;
3028 }
3029 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3030
3031 /*
3032  * The user of this function is...
3033  * RES_LIMIT.
3034  */
3035 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3036                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3037 {
3038         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3039         unsigned long nr_pages;
3040         int ret;
3041
3042         buf = strstrip(buf);
3043         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3044         if (ret)
3045                 return ret;
3046
3047         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3048         case RES_LIMIT:
3049                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3050                         ret = -EINVAL;
3051                         break;
3052                 }
3053                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3054                 case _MEM:
3055                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3056                         break;
3057                 case _MEMSWAP:
3058                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3059                         break;
3060                 case _KMEM:
3061                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3062                         break;
3063                 }
3064                 break;
3065         case RES_SOFT_LIMIT:
3066                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3067                 ret = 0;
3068                 break;
3069         }
3070         return ret ?: nbytes;
3071 }
3072
3073 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3074                                 size_t nbytes, loff_t off)
3075 {
3076         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3077         struct page_counter *counter;
3078
3079         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3080         case _MEM:
3081                 counter = &memcg->memory;
3082                 break;
3083         case _MEMSWAP:
3084                 counter = &memcg->memsw;
3085                 break;
3086         case _KMEM:
3087                 counter = &memcg->kmem;
3088                 break;
3089         default:
3090                 BUG();
3091         }
3092
3093         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3094         case RES_MAX_USAGE:
3095                 page_counter_reset_watermark(counter);
3096                 break;
3097         case RES_FAILCNT:
3098                 counter->failcnt = 0;
3099                 break;
3100         default:
3101                 BUG();
3102         }
3103
3104         return nbytes;
3105 }
3106
3107 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3108                                         struct cftype *cft)
3109 {
3110         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3111 }
3112
3113 #ifdef CONFIG_MMU
3114 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3115                                         struct cftype *cft, u64 val)
3116 {
3117         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3118
3119         if (val & ~MOVE_MASK)
3120                 return -EINVAL;
3121
3122         /*
3123          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3124          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3125          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3126          * affect task migrations starting after the change.
3127          */
3128         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3129         return 0;
3130 }
3131 #else
3132 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3133                                         struct cftype *cft, u64 val)
3134 {
3135         return -ENOSYS;
3136 }
3137 #endif
3138
3139 #ifdef CONFIG_NUMA
3140 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3141 {
3142         struct numa_stat {
3143                 const char *name;
3144                 unsigned int lru_mask;
3145         };
3146
3147         static const struct numa_stat stats[] = {
3148                 { "total", LRU_ALL },
3149                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3150                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3151                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3152         };
3153         const struct numa_stat *stat;
3154         int nid;
3155         unsigned long nr;
3156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3157
3158         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3159                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3160                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3161                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3162                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3163                                                           stat->lru_mask);
3164                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3165                 }
3166                 seq_putc(m, '\n');
3167         }
3168
3169         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3170                 struct mem_cgroup *iter;
3171
3172                 nr = 0;
3173                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3174                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3175                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3176                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3177                         nr = 0;
3178                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3179                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3180                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3181                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3182                 }
3183                 seq_putc(m, '\n');
3184         }
3185
3186         return 0;
3187 }
3188 #endif /* CONFIG_NUMA */
3189
3190 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3191 {
3192         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3193         unsigned long memory, memsw;
3194         struct mem_cgroup *mi;
3195         unsigned int i;
3196
3197         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3198                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3199         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3200                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3201         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3202
3203         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3204                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3205                         continue;
3206                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3207                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3208         }
3209
3210         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3211                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3212                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3213
3214         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3215                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3216                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3217
3218         /* Hierarchical information */
3219         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3220         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3221                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3222                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3223         }
3224         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3225                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3226         if (do_swap_account)
3227                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3228                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3229
3230         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3231                 long long val = 0;
3232
3233                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3234                         continue;
3235                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3236                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3237                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3238         }
3239
3240         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3241                 unsigned long long val = 0;
3242
3243                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3244                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3245                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3246                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3247         }
3248
3249         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3250                 unsigned long long val = 0;
3251
3252                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3253                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3254                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3255         }
3256
3257 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3258         {
3259                 int nid, zid;
3260                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3261                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3262                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3263                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3264
3265                 for_each_online_node(nid)
3266                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3267                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3268                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3269
3270                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3271                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3272                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3273                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3274                         }
3275                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3276                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3277                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3278                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3279         }
3280 #endif
3281
3282         return 0;
3283 }
3284
3285 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3286                                       struct cftype *cft)
3287 {
3288         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3289
3290         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3291 }
3292
3293 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3294                                        struct cftype *cft, u64 val)
3295 {
3296         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3297
3298         if (val > 100)
3299                 return -EINVAL;
3300
3301         if (css->parent)
3302                 memcg->swappiness = val;
3303         else
3304                 vm_swappiness = val;
3305
3306         return 0;
3307 }
3308
3309 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3310 {
3311         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3312         unsigned long usage;
3313         int i;
3314
3315         rcu_read_lock();
3316         if (!swap)
3317                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3318         else
3319                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3320
3321         if (!t)
3322                 goto unlock;
3323
3324         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3325
3326         /*
3327          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3328          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3329          * call of __mem_cgroup_threshold().
3330          */
3331         i = t->current_threshold;
3332
3333         /*
3334          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3335          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3336          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3337          * only one element of the array here.
3338          */
3339         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3340                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3341
3342         /* i = current_threshold + 1 */
3343         i++;
3344
3345         /*
3346          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3347          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3348          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3349          * only one element of the array here.
3350          */
3351         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3352                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3353
3354         /* Update current_threshold */
3355         t->current_threshold = i - 1;
3356 unlock:
3357         rcu_read_unlock();
3358 }
3359
3360 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3361 {
3362         while (memcg) {
3363                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3364                 if (do_swap_account)
3365                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3366
3367                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3368         }
3369 }
3370
3371 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3372 {
3373         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3374         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3375
3376         if (_a->threshold > _b->threshold)
3377                 return 1;
3378
3379         if (_a->threshold < _b->threshold)
3380                 return -1;
3381
3382         return 0;
3383 }
3384
3385 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3386 {
3387         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3388
3389         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3390
3391         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3392                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3393
3394         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3395         return 0;
3396 }
3397
3398 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3399 {
3400         struct mem_cgroup *iter;
3401
3402         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3403                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3404 }
3405
3406 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3407         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3408 {
3409         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3410         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3411         unsigned long threshold;
3412         unsigned long usage;
3413         int i, size, ret;
3414
3415         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3416         if (ret)
3417                 return ret;
3418
3419         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3420
3421         if (type == _MEM) {
3422                 thresholds = &memcg->thresholds;
3423                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3424         } else if (type == _MEMSWAP) {
3425                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3426                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3427         } else
3428                 BUG();
3429
3430         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3431         if (thresholds->primary)
3432                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3433
3434         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3435
3436         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3437         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3438                         GFP_KERNEL);
3439         if (!new) {
3440                 ret = -ENOMEM;
3441                 goto unlock;
3442         }
3443         new->size = size;
3444
3445         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3446         if (thresholds->primary) {
3447                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3448                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3449         }
3450
3451         /* Add new threshold */
3452         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3453         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3454
3455         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3456         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3457                         compare_thresholds, NULL);
3458
3459         /* Find current threshold */
3460         new->current_threshold = -1;
3461         for (i = 0; i < size; i++) {
3462                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3463                         /*
3464                          * new->current_threshold will not be used until
3465                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3466                          * it here.
3467                          */
3468                         ++new->current_threshold;
3469                 } else
3470                         break;
3471         }
3472
3473         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3474         kfree(thresholds->spare);
3475         thresholds->spare = thresholds->primary;
3476
3477         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3478
3479         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3480         synchronize_rcu();
3481
3482 unlock:
3483         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3484
3485         return ret;
3486 }
3487
3488 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3489         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3490 {
3491         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3492 }
3493
3494 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3495         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3496 {
3497         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3498 }
3499
3500 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3501         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3502 {
3503         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3504         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3505         unsigned long usage;
3506         int i, j, size;
3507
3508         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3509
3510         if (type == _MEM) {
3511                 thresholds = &memcg->thresholds;
3512                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3513         } else if (type == _MEMSWAP) {
3514                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3515                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3516         } else
3517                 BUG();
3518
3519         if (!thresholds->primary)
3520                 goto unlock;
3521
3522         /* Check if a threshold crossed before removing */
3523         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3524
3525         /* Calculate new number of threshold */
3526         size = 0;
3527         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3528                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3529                         size++;
3530         }
3531
3532         new = thresholds->spare;
3533
3534         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3535         if (!size) {
3536                 kfree(new);
3537                 new = NULL;
3538                 goto swap_buffers;
3539         }
3540
3541         new->size = size;
3542
3543         /* Copy thresholds and find current threshold */
3544         new->current_threshold = -1;
3545         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3546                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3547                         continue;
3548
3549                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3550                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3551                         /*
3552                          * new->current_threshold will not be used
3553                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3554                          * it here.
3555                          */
3556                         ++new->current_threshold;
3557                 }
3558                 j++;
3559         }
3560
3561 swap_buffers:
3562         /* Swap primary and spare array */
3563         thresholds->spare = thresholds->primary;
3564         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3565         if (!new) {
3566                 kfree(thresholds->spare);
3567                 thresholds->spare = NULL;
3568         }
3569
3570         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3571
3572         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3573         synchronize_rcu();
3574 unlock:
3575         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3576 }
3577
3578 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3579         struct eventfd_ctx *eventfd)
3580 {
3581         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3582 }
3583
3584 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3585         struct eventfd_ctx *eventfd)
3586 {
3587         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3588 }
3589
3590 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3591         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3592 {
3593         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3594
3595         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3596         if (!event)
3597                 return -ENOMEM;
3598
3599         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3600
3601         event->eventfd = eventfd;
3602         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3603
3604         /* already in OOM ? */
3605         if (memcg->under_oom)
3606                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3607         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3608
3609         return 0;
3610 }
3611
3612 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3613         struct eventfd_ctx *eventfd)
3614 {
3615         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3616
3617         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3618
3619         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3620                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3621                         list_del(&ev->list);
3622                         kfree(ev);
3623                 }
3624         }
3625
3626         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3627 }
3628
3629 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3630 {
3631         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3632
3633         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3634         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3635         return 0;
3636 }
3637
3638 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3639         struct cftype *cft, u64 val)
3640 {
3641         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3642
3643         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3644         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3645                 return -EINVAL;
3646
3647         memcg->oom_kill_disable = val;
3648         if (!val)
3649                 memcg_oom_recover(memcg);
3650
3651         return 0;
3652 }
3653
3654 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3655 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3656 {
3657         int ret;
3658
3659         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3660         if (ret)
3661                 return ret;
3662
3663         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3664 }
3665
3666 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3667 {
3668         struct cgroup_subsys_state *css;
3669         struct mem_cgroup *parent, *child;
3670         int kmemcg_id;
3671
3672         if (!memcg->kmem_acct_active)
3673                 return;
3674
3675         /*
3676          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3677          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3678          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3679          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3680          */
3681         memcg->kmem_acct_active = false;
3682
3683         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3684
3685         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3686         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3687
3688         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3689         if (!parent)
3690                 parent = root_mem_cgroup;
3691
3692         /*
3693          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3694          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3695          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3696          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3697          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3698          * memcg_drain_all_list_lrus().
3699          */
3700         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3701                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3702                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3703                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3704                 if (!memcg->use_hierarchy)
3705                         break;
3706         }
3707         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3708
3709         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3710 }
3711
3712 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3713 {
3714         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3715                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3716                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3717                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3718         }
3719         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3720 }
3721 #else
3722 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3723 {
3724         return 0;
3725 }
3726
3727 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3728 {
3729 }
3730
3731 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3732 {
3733 }
3734 #endif
3735
3736 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3737
3738 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3739 {
3740         return &memcg->cgwb_list;
3741 }
3742
3743 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3744 {
3745         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3746 }
3747
3748 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3749 {
3750         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3751 }
3752
3753 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3754 {
3755         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3756 }
3757
3758 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3759 {
3760         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3761
3762         if (!memcg->css.parent)
3763                 return NULL;
3764
3765         return &memcg->cgwb_domain;
3766 }
3767
3768 /**
3769  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3770  * @wb: bdi_writeback in question
3771  * @pavail: out parameter for number of available pages
3772  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3773  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3774  *
3775  * Determine the numbers of available, dirty, and writeback pages in @wb's
3776  * memcg.  Dirty and writeback are self-explanatory.  Available is a bit
3777  * more involved.
3778  *
3779  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  The available memory is
3780  * calculated as the lowest headroom of itself and the ancestors plus the
3781  * number of pages already being used for file pages.  Note that this
3782  * doesn't consider the actual amount of available memory in the system.
3783  * The caller should further cap *@pavail accordingly.
3784  */
3785 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pavail,
3786                          unsigned long *pdirty, unsigned long *pwriteback)
3787 {
3788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3789         struct mem_cgroup *parent;
3790         unsigned long head_room = PAGE_COUNTER_MAX;
3791         unsigned long file_pages;
3792
3793         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3794
3795         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3796         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3797
3798         file_pages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3799                                                     (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3800         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3801                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3802                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3803
3804                 head_room = min(head_room, ceiling - min(ceiling, used));
3805                 memcg = parent;
3806         }
3807
3808         *pavail = file_pages + head_room;
3809 }
3810
3811 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3812
3813 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3814 {
3815         return 0;
3816 }
3817
3818 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3819 {
3820 }
3821
3822 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3823 {
3824 }
3825
3826 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3827
3828 /*
3829  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3830  *
3831  * "cgroup.event_control" implementation.
3832  *
3833  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3834  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3835  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3836  *
3837  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3838  * possible.
3839  */
3840
3841 /*
3842  * Unregister event and free resources.
3843  *
3844  * Gets called from workqueue.
3845  */
3846 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3847 {
3848         struct mem_cgroup_event *event =
3849                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3850         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3851
3852         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3853
3854         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3855
3856         /* Notify userspace the event is going away. */
3857         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3858
3859         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3860         kfree(event);
3861         css_put(&memcg->css);
3862 }
3863
3864 /*
3865  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3866  *
3867  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3868  */
3869 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3870                             int sync, void *key)
3871 {
3872         struct mem_cgroup_event *event =
3873                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3874         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3875         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3876
3877         if (flags & POLLHUP) {
3878                 /*
3879                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3880                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3881                  * for us.
3882                  *
3883                  * We can't race against event freeing since the other
3884                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3885                  * which we hold.
3886                  */
3887                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3888                 if (!list_empty(&event->list)) {
3889                         list_del_init(&event->list);
3890                         /*
3891                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3892                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3893                          */
3894                         schedule_work(&event->remove);
3895                 }
3896                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3897         }
3898
3899         return 0;
3900 }
3901
3902 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3903                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3904 {
3905         struct mem_cgroup_event *event =
3906                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3907
3908         event->wqh = wqh;
3909         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3910 }
3911
3912 /*
3913  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3914  *
3915  * Parse input and register new cgroup event handler.
3916  *
3917  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3918  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3919  */
3920 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3921                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3922 {
3923         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3924         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3925         struct mem_cgroup_event *event;
3926         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3927         unsigned int efd, cfd;
3928         struct fd efile;
3929         struct fd cfile;
3930         const char *name;
3931         char *endp;
3932         int ret;
3933
3934         buf = strstrip(buf);
3935
3936         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3937         if (*endp != ' ')
3938                 return -EINVAL;
3939         buf = endp + 1;
3940
3941         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3942         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3943                 return -EINVAL;
3944         buf = endp + 1;
3945
3946         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3947         if (!event)
3948                 return -ENOMEM;
3949
3950         event->memcg = memcg;
3951         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3952         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3953         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3954         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3955
3956         efile = fdget(efd);
3957         if (!efile.file) {
3958                 ret = -EBADF;
3959                 goto out_kfree;
3960         }
3961
3962         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3963         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3964                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3965                 goto out_put_efile;
3966         }
3967
3968         cfile = fdget(cfd);
3969         if (!cfile.file) {
3970                 ret = -EBADF;
3971                 goto out_put_eventfd;
3972         }
3973
3974         /* the process need read permission on control file */
3975         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3976         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3977         if (ret < 0)
3978                 goto out_put_cfile;
3979
3980         /*
3981          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3982          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3983          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3984          * is for compatibility anyway.
3985          *
3986          * DO NOT ADD NEW FILES.
3987          */
3988         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3989
3990         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3991                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3992                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3993         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3994                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3995                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3996         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3997                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3998                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3999         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4000                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4001                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4002         } else {
4003                 ret = -EINVAL;
4004                 goto out_put_cfile;
4005         }
4006
4007         /*
4008          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4009          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4010          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4011          */
4012         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4013                                                &memory_cgrp_subsys);
4014         ret = -EINVAL;
4015         if (IS_ERR(cfile_css))
4016                 goto out_put_cfile;
4017         if (cfile_css != css) {
4018                 css_put(cfile_css);
4019                 goto out_put_cfile;
4020         }
4021
4022         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4023         if (ret)
4024                 goto out_put_css;
4025
4026         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4027
4028         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4029         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4030         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4031
4032         fdput(cfile);
4033         fdput(efile);
4034
4035         return nbytes;
4036
4037 out_put_css:
4038         css_put(css);
4039 out_put_cfile:
4040         fdput(cfile);
4041 out_put_eventfd:
4042         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4043 out_put_efile:
4044         fdput(efile);
4045 out_kfree:
4046         kfree(event);
4047
4048         return ret;
4049 }
4050
4051 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4052         {
4053                 .name = "usage_in_bytes",
4054                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4055                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4056         },
4057         {
4058                 .name = "max_usage_in_bytes",
4059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4060                 .write = mem_cgroup_reset,
4061                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4062         },
4063         {
4064                 .name = "limit_in_bytes",
4065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4066                 .write = mem_cgroup_write,
4067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4068         },
4069         {
4070                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4072                 .write = mem_cgroup_write,
4073                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4074         },
4075         {
4076                 .name = "failcnt",
4077                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4078                 .write = mem_cgroup_reset,
4079                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4080         },
4081         {
4082                 .name = "stat",
4083                 .seq_show = memcg_stat_show,
4084         },
4085         {
4086                 .name = "force_empty",
4087                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4088         },
4089         {
4090                 .name = "use_hierarchy",
4091                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4092                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4093         },
4094         {
4095                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4096                 .write = memcg_write_event_control,
4097                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4098                 .mode = S_IWUGO,
4099         },
4100         {
4101                 .name = "swappiness",
4102                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4103                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4104         },
4105         {
4106                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4107                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4108                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4109         },
4110         {
4111                 .name = "oom_control",
4112                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4113                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4114                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4115         },
4116         {
4117                 .name = "pressure_level",
4118         },
4119 #ifdef CONFIG_NUMA
4120         {
4121                 .name = "numa_stat",
4122                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4123         },
4124 #endif
4125 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4126         {
4127                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4128                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4129                 .write = mem_cgroup_write,
4130                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4131         },
4132         {
4133                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4134                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4135                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4136         },
4137         {
4138                 .name = "kmem.failcnt",
4139                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4140                 .write = mem_cgroup_reset,
4141                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4142         },
4143         {
4144                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4145                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4146                 .write = mem_cgroup_reset,
4147                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4148         },
4149 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4150         {
4151                 .name = "kmem.slabinfo",
4152                 .seq_start = slab_start,
4153                 .seq_next = slab_next,
4154                 .seq_stop = slab_stop,
4155                 .seq_show = memcg_slab_show,
4156         },
4157 #endif
4158 #endif
4159         { },    /* terminate */
4160 };
4161
4162 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4163 {
4164         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4165         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4166         int zone, tmp = node;
4167         /*
4168          * This routine is called against possible nodes.
4169          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4170          *
4171          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4172          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4173          *       function.
4174          */
4175         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4176                 tmp = -1;
4177         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4178         if (!pn)
4179                 return 1;
4180
4181         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4182                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4183                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4184                 mz->usage_in_excess = 0;
4185                 mz->on_tree = false;
4186                 mz->memcg = memcg;
4187         }
4188         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4193 {
4194         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4195 }
4196
4197 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4198 {
4199         struct mem_cgroup *memcg;
4200         size_t size;
4201
4202         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4203         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4204
4205         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4206         if (!memcg)
4207                 return NULL;
4208
4209         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4210         if (!memcg->stat)
4211                 goto out_free;
4212
4213         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4214                 goto out_free_stat;
4215
4216         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4217         return memcg;
4218
4219 out_free_stat:
4220         free_percpu(memcg->stat);
4221 out_free:
4222         kfree(memcg);
4223         return NULL;
4224 }
4225
4226 /*
4227  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4228  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4229  *
4230  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4231  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4232  * it goes down to 0.
4233  *
4234  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4235  */
4236
4237 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4238 {
4239         int node;
4240
4241         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4242
4243         for_each_node(node)
4244                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4245
4246         free_percpu(memcg->stat);
4247         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4248         kfree(memcg);
4249 }
4250
4251 /*
4252  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4253  */
4254 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4255 {
4256         if (!memcg->memory.parent)
4257                 return NULL;
4258         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4259 }
4260 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4261
4262 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4263 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4264 {
4265         struct mem_cgroup *memcg;
4266         long error = -ENOMEM;
4267         int node;
4268
4269         memcg = mem_cgroup_alloc();
4270         if (!memcg)
4271                 return ERR_PTR(error);
4272
4273         for_each_node(node)
4274                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4275                         goto free_out;
4276
4277         /* root ? */
4278         if (parent_css == NULL) {
4279                 root_mem_cgroup = memcg;
4280                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4281                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4282                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4283                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4284                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4285                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4286         }
4287
4288         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4289         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4290         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4291         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4292         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4293         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4294         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4295         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4296 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4297         memcg->kmemcg_id = -1;
4298 #endif
4299 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4300         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4301 #endif
4302         return &memcg->css;
4303
4304 free_out:
4305         __mem_cgroup_free(memcg);
4306         return ERR_PTR(error);
4307 }
4308
4309 static int
4310 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4311 {
4312         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4313         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4314         int ret;
4315
4316         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4317                 return -ENOSPC;
4318
4319         if (!parent)
4320                 return 0;
4321
4322         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4323
4324         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4325         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4326         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4327
4328         if (parent->use_hierarchy) {
4329                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4330                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4331                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4332                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4333                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4334
4335                 /*
4336                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4337                  * core guarantees its existence.
4338                  */
4339         } else {
4340                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4341                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4342                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4343                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4344                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4345                 /*
4346                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4347                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4348                  * unfortunate state in our controller.
4349                  */
4350                 if (parent != root_mem_cgroup)
4351                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4352         }
4353         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4354
4355         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4356         if (ret)
4357                 return ret;
4358
4359         /*
4360          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4361          * orders reading memcg->initialized against its callers
4362          * reading the memcg members.
4363          */
4364         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4365
4366         return 0;
4367 }
4368
4369 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4370 {
4371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4372         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4373
4374         /*
4375          * Unregister events and notify userspace.
4376          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4377          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4378          */
4379         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4380         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4381                 list_del_init(&event->list);
4382                 schedule_work(&event->remove);
4383         }
4384         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4385
4386         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4387
4388         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4389
4390         wb_memcg_offline(memcg);
4391 }
4392
4393 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4394 {
4395         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4396
4397         memcg_destroy_kmem(memcg);
4398         __mem_cgroup_free(memcg);
4399 }
4400
4401 /**
4402  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4403  * @css: the target css
4404  *
4405  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4406  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4407  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4408  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4409  * made visible again.
4410  *
4411  * The current implementation only resets the essential configurations.
4412  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4413  */
4414 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4415 {
4416         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4417
4418         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4419         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4420         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4421         memcg->low = 0;
4422         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4423         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4424         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4425 }
4426
4427 #ifdef CONFIG_MMU
4428 /* Handlers for move charge at task migration. */
4429 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4430 {
4431         int ret;
4432
4433         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4434         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4435         if (!ret) {
4436                 mc.precharge += count;
4437                 return ret;
4438         }
4439         if (ret == -EINTR) {
4440                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4441                 return ret;
4442         }
4443
4444         /* Try charges one by one with reclaim */
4445         while (count--) {
4446                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4447                 /*
4448                  * In case of failure, any residual charges against
4449                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4450                  * later on.  However, cancel any charges that are
4451                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4452                  */
4453                 if (ret == -EINTR)
4454                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4455                 if (ret)
4456                         return ret;
4457                 mc.precharge++;
4458                 cond_resched();
4459         }
4460         return 0;
4461 }
4462
4463 /**
4464  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4465  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4466  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4467  * @ptent: the pte to be checked
4468  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4469  *
4470  * Returns
4471  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4472  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4473  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4474  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4475  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4476  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4477  *     in target->ent.
4478  *
4479  * Called with pte lock held.
4480  */
4481 union mc_target {
4482         struct page     *page;
4483         swp_entry_t     ent;
4484 };
4485
4486 enum mc_target_type {
4487         MC_TARGET_NONE = 0,
4488         MC_TARGET_PAGE,
4489         MC_TARGET_SWAP,
4490 };
4491
4492 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4493                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4494 {
4495         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4496
4497         if (!page || !page_mapped(page))
4498                 return NULL;
4499         if (PageAnon(page)) {
4500                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4501                         return NULL;
4502         } else {
4503                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4504                         return NULL;
4505         }
4506         if (!get_page_unless_zero(page))
4507                 return NULL;
4508
4509         return page;
4510 }
4511
4512 #ifdef CONFIG_SWAP
4513 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4514                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4515 {
4516         struct page *page = NULL;
4517         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4518
4519         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4520                 return NULL;
4521         /*
4522          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4523          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4524          */
4525         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4526         if (do_swap_account)
4527                 entry->val = ent.val;
4528
4529         return page;
4530 }
4531 #else
4532 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4533                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4534 {
4535         return NULL;
4536 }
4537 #endif
4538
4539 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4540                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4541 {
4542         struct page *page = NULL;
4543         struct address_space *mapping;
4544         pgoff_t pgoff;
4545
4546         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4547                 return NULL;
4548         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4549                 return NULL;
4550
4551         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4552         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4553
4554         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4555 #ifdef CONFIG_SWAP
4556         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4557         if (shmem_mapping(mapping)) {
4558                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4559                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4560                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4561                         if (do_swap_account)
4562                                 *entry = swp;
4563                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4564                 }
4565         } else
4566                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4567 #else
4568         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4569 #endif
4570         return page;
4571 }
4572
4573 /**
4574  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4575  * @page: the page
4576  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4577  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4578  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4579  *
4580  * The caller must confirm following.
4581  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4582  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4583  *
4584  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4585  * from old cgroup.
4586  */
4587 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4588                                    unsigned int nr_pages,
4589                                    struct mem_cgroup *from,
4590                                    struct mem_cgroup *to)
4591 {
4592         unsigned long flags;
4593         int ret;
4594         bool anon;
4595
4596         VM_BUG_ON(from == to);
4597         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4598         /*
4599          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4600          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4601          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4602          * hold it.
4603          */
4604         ret = -EBUSY;
4605         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4606                 goto out;
4607
4608         /*
4609          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4610          * of its source page while we change it: page migration takes
4611          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4612          */
4613         if (!trylock_page(page))
4614                 goto out;
4615
4616         ret = -EINVAL;
4617         if (page->mem_cgroup != from)
4618                 goto out_unlock;
4619
4620         anon = PageAnon(page);
4621
4622         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4623
4624         if (!anon && page_mapped(page)) {
4625                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4626                                nr_pages);
4627                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4628                                nr_pages);
4629         }
4630
4631         /*
4632          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4633          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4634          * So mapping should be stable for dirty pages.
4635          */
4636         if (!anon && PageDirty(page)) {
4637                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4638
4639                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4640                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4641                                        nr_pages);
4642                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4643                                        nr_pages);
4644                 }
4645         }
4646
4647         if (PageWriteback(page)) {
4648                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4649                                nr_pages);
4650                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4651                                nr_pages);
4652         }
4653
4654         /*
4655          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4656          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4657          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4658          */
4659
4660         /* caller should have done css_get */
4661         page->mem_cgroup = to;
4662         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4663
4664         ret = 0;
4665
4666         local_irq_disable();
4667         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4668         memcg_check_events(to, page);
4669         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4670         memcg_check_events(from, page);
4671         local_irq_enable();
4672 out_unlock:
4673         unlock_page(page);
4674 out:
4675         return ret;
4676 }
4677
4678 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4679                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4680 {
4681         struct page *page = NULL;
4682         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4683         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4684
4685         if (pte_present(ptent))
4686                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4687         else if (is_swap_pte(ptent))
4688                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4689         else if (pte_none(ptent))
4690                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4691
4692         if (!page && !ent.val)
4693                 return ret;
4694         if (page) {
4695                 /*
4696                  * Do only loose check w/o serialization.
4697                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4698                  * not under LRU exclusion.
4699                  */
4700                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4701                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4702                         if (target)
4703                                 target->page = page;
4704                 }
4705                 if (!ret || !target)
4706                         put_page(page);
4707         }
4708         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4709         if (ent.val && !ret &&
4710             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4711                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4712                 if (target)
4713                         target->ent = ent;
4714         }
4715         return ret;
4716 }
4717
4718 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4719 /*
4720  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4721  * support them for now.
4722  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4723  */
4724 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4725                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4726 {
4727         struct page *page = NULL;
4728         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4729
4730         page = pmd_page(pmd);
4731         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4732         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4733                 return ret;
4734         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4735                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4736                 if (target) {
4737                         get_page(page);
4738                         target->page = page;
4739                 }
4740         }
4741         return ret;
4742 }
4743 #else
4744 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4745                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4746 {
4747         return MC_TARGET_NONE;
4748 }
4749 #endif
4750
4751 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4752                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4753                                         struct mm_walk *walk)
4754 {
4755         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4756         pte_t *pte;
4757         spinlock_t *ptl;
4758
4759         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4760                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4761                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4762                 spin_unlock(ptl);
4763                 return 0;
4764         }
4765
4766         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4767                 return 0;
4768         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4769         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4770                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4771                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4772         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4773         cond_resched();
4774
4775         return 0;
4776 }
4777
4778 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4779 {
4780         unsigned long precharge;
4781
4782         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4783                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4784                 .mm = mm,
4785         };
4786         down_read(&mm->mmap_sem);
4787         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4788         up_read(&mm->mmap_sem);
4789
4790         precharge = mc.precharge;
4791         mc.precharge = 0;
4792
4793         return precharge;
4794 }
4795
4796 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4797 {
4798         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4799
4800         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4801         mc.moving_task = current;
4802         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4803 }
4804
4805 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4806 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4807 {
4808         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4809         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4810
4811         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4812         if (mc.precharge) {
4813                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4814                 mc.precharge = 0;
4815         }
4816         /*
4817          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4818          * we must uncharge here.
4819          */
4820         if (mc.moved_charge) {
4821                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4822                 mc.moved_charge = 0;
4823         }
4824         /* we must fixup refcnts and charges */
4825         if (mc.moved_swap) {
4826                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4827                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4828                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4829
4830                 /*
4831                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4832                  * should uncharge to->memory.
4833                  */
4834                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4835                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4836
4837                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4838
4839                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4840                 mc.moved_swap = 0;
4841         }
4842         memcg_oom_recover(from);
4843         memcg_oom_recover(to);
4844         wake_up_all(&mc.waitq);
4845 }
4846
4847 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4848 {
4849         /*
4850          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4851          * task migration.
4852          */
4853         mc.moving_task = NULL;
4854         __mem_cgroup_clear_mc();
4855         spin_lock(&mc.lock);
4856         mc.from = NULL;
4857         mc.to = NULL;
4858         spin_unlock(&mc.lock);
4859 }
4860
4861 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4862                                  struct cgroup_taskset *tset)
4863 {
4864         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4865         struct mem_cgroup *from;
4866         struct task_struct *p;
4867         struct mm_struct *mm;
4868         unsigned long move_flags;
4869         int ret = 0;
4870
4871         /*
4872          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4873          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4874          * So we need to save it, and keep it going.
4875          */
4876         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4877         if (!move_flags)
4878                 return 0;
4879
4880         p = cgroup_taskset_first(tset);
4881         from = mem_cgroup_from_task(p);
4882
4883         VM_BUG_ON(from == memcg);
4884
4885         mm = get_task_mm(p);
4886         if (!mm)
4887                 return 0;
4888         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4889         if (mm->owner == p) {
4890                 VM_BUG_ON(mc.from);
4891                 VM_BUG_ON(mc.to);
4892                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4893                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4894                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4895
4896                 spin_lock(&mc.lock);
4897                 mc.from = from;
4898                 mc.to = memcg;
4899                 mc.flags = move_flags;
4900                 spin_unlock(&mc.lock);
4901                 /* We set mc.moving_task later */
4902
4903                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4904                 if (ret)
4905                         mem_cgroup_clear_mc();
4906         }
4907         mmput(mm);
4908         return ret;
4909 }
4910
4911 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4912                                      struct cgroup_taskset *tset)
4913 {
4914         if (mc.to)
4915                 mem_cgroup_clear_mc();
4916 }
4917
4918 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4919                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4920                                 struct mm_walk *walk)
4921 {
4922         int ret = 0;
4923         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4924         pte_t *pte;
4925         spinlock_t *ptl;
4926         enum mc_target_type target_type;
4927         union mc_target target;
4928         struct page *page;
4929
4930         /*
4931          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4932          * happens because:
4933          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4934          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4935          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4936          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4937          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4938          *    part of thp split is not executed yet.
4939          */
4940         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4941                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4942                         spin_unlock(ptl);
4943                         return 0;
4944                 }
4945                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4946                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4947                         page = target.page;
4948                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4949                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4950                                                              mc.from, mc.to)) {
4951                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4952                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4953                                 }
4954                                 putback_lru_page(page);
4955                         }
4956                         put_page(page);
4957                 }
4958                 spin_unlock(ptl);
4959                 return 0;
4960         }
4961
4962         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4963                 return 0;
4964 retry:
4965         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4966         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4967                 pte_t ptent = *(pte++);
4968                 swp_entry_t ent;
4969
4970                 if (!mc.precharge)
4971                         break;
4972
4973                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4974                 case MC_TARGET_PAGE:
4975                         page = target.page;
4976                         if (isolate_lru_page(page))
4977                                 goto put;
4978                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4979                                 mc.precharge--;
4980                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4981                                 mc.moved_charge++;
4982                         }
4983                         putback_lru_page(page);
4984 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4985                         put_page(page);
4986                         break;
4987                 case MC_TARGET_SWAP:
4988                         ent = target.ent;
4989                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4990                                 mc.precharge--;
4991                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4992                                 mc.moved_swap++;
4993                         }
4994                         break;
4995                 default:
4996                         break;
4997                 }
4998         }
4999         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5000         cond_resched();
5001
5002         if (addr != end) {
5003                 /*
5004                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5005                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5006                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5007                  * phase.
5008                  */
5009                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5010                 if (!ret)
5011                         goto retry;
5012         }
5013
5014         return ret;
5015 }
5016
5017 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5018 {
5019         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5020                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5021                 .mm = mm,
5022         };
5023
5024         lru_add_drain_all();
5025         /*
5026          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5027          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5028          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5029          */
5030         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5031         synchronize_rcu();
5032 retry:
5033         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5034                 /*
5035                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5036                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5037                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5038                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5039                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5040                  */
5041                 __mem_cgroup_clear_mc();
5042                 cond_resched();
5043                 goto retry;
5044         }
5045         /*
5046          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5047          * additional charge, the page walk just aborts.
5048          */
5049         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5050         up_read(&mm->mmap_sem);
5051         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5052 }
5053
5054 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5055                                  struct cgroup_taskset *tset)
5056 {
5057         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5058         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5059
5060         if (mm) {
5061                 if (mc.to)
5062                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5063                 mmput(mm);
5064         }
5065         if (mc.to)
5066                 mem_cgroup_clear_mc();
5067 }
5068 #else   /* !CONFIG_MMU */
5069 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5070                                  struct cgroup_taskset *tset)
5071 {
5072         return 0;
5073 }
5074 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5075                                      struct cgroup_taskset *tset)
5076 {
5077 }
5078 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5079                                  struct cgroup_taskset *tset)
5080 {
5081 }
5082 #endif
5083
5084 /*
5085  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5086  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5087  * attempt.
5088  */
5089 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5090 {
5091         /*
5092          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5093          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5094          * on for the root memcg is enough.
5095          */
5096         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5097                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5098         else
5099                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5100 }
5101
5102 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5103                                struct cftype *cft)
5104 {
5105         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5106 }
5107
5108 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5109 {
5110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5111         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5112
5113         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5114                 seq_puts(m, "max\n");
5115         else
5116                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5117
5118         return 0;
5119 }
5120
5121 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5122                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5123 {
5124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5125         unsigned long low;
5126         int err;
5127
5128         buf = strstrip(buf);
5129         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5130         if (err)
5131                 return err;
5132
5133         memcg->low = low;
5134
5135         return nbytes;
5136 }
5137
5138 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5139 {
5140         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5141         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5142
5143         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5144                 seq_puts(m, "max\n");
5145         else
5146                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5147
5148         return 0;
5149 }
5150
5151 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5152                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5153 {
5154         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5155         unsigned long high;
5156         int err;
5157
5158         buf = strstrip(buf);
5159         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5160         if (err)
5161                 return err;
5162
5163         memcg->high = high;
5164
5165         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5166         return nbytes;
5167 }
5168
5169 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5170 {
5171         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5172         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5173
5174         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5175                 seq_puts(m, "max\n");
5176         else
5177                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5178
5179         return 0;
5180 }
5181
5182 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5183                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5184 {
5185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5186         unsigned long max;
5187         int err;
5188
5189         buf = strstrip(buf);
5190         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5191         if (err)
5192                 return err;
5193
5194         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5195         if (err)
5196                 return err;
5197
5198         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5199         return nbytes;
5200 }
5201
5202 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5203 {
5204         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5205
5206         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5207         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5208         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5209         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5210
5211         return 0;
5212 }
5213
5214 static struct cftype memory_files[] = {
5215         {
5216                 .name = "current",
5217                 .read_u64 = memory_current_read,
5218         },
5219         {
5220                 .name = "low",
5221                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5222                 .seq_show = memory_low_show,
5223                 .write = memory_low_write,
5224         },
5225         {
5226                 .name = "high",
5227                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5228                 .seq_show = memory_high_show,
5229                 .write = memory_high_write,
5230         },
5231         {
5232                 .name = "max",
5233                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5234                 .seq_show = memory_max_show,
5235                 .write = memory_max_write,
5236         },
5237         {
5238                 .name = "events",
5239                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5240                 .seq_show = memory_events_show,
5241         },
5242         { }     /* terminate */
5243 };
5244
5245 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5246         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5247         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5248         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5249         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5250         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5251         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5252         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5253         .attach = mem_cgroup_move_task,
5254         .bind = mem_cgroup_bind,
5255         .dfl_cftypes = memory_files,
5256         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5257         .early_init = 0,
5258 };
5259
5260 /**
5261  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5262  * @root: the highest ancestor to consider
5263  * @memcg: the memory cgroup to check
5264  *
5265  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5266  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5267  */
5268 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5269 {
5270         if (mem_cgroup_disabled())
5271                 return false;
5272
5273         /*
5274          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5275          * it's never low when looked at directly, and it is not
5276          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5277          */
5278
5279         if (memcg == root_mem_cgroup)
5280                 return false;
5281
5282         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5283                 return false;
5284
5285         while (memcg != root) {
5286                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5287
5288                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5289                         break;
5290
5291                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5292                         return false;
5293         }
5294         return true;
5295 }
5296
5297 /**
5298  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5299  * @page: page to charge
5300  * @mm: mm context of the victim
5301  * @gfp_mask: reclaim mode
5302  * @memcgp: charged memcg return
5303  *
5304  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5305  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5306  *
5307  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5308  * Otherwise, an error code is returned.
5309  *
5310  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5311  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5312  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5313  */
5314 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5315                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5318         unsigned int nr_pages = 1;
5319         int ret = 0;
5320
5321         if (mem_cgroup_disabled())
5322                 goto out;
5323
5324         if (PageSwapCache(page)) {
5325                 /*
5326                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5327                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5328                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5329                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5330                  * in turn serializes uncharging.
5331                  */
5332                 if (page->mem_cgroup)
5333                         goto out;
5334         }
5335
5336         if (PageTransHuge(page)) {
5337                 nr_pages <<= compound_order(page);
5338                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5339         }
5340
5341         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5342                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5343         if (!memcg)
5344                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5345
5346         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5347
5348         css_put(&memcg->css);
5349
5350         if (ret == -EINTR) {
5351                 memcg = root_mem_cgroup;
5352                 ret = 0;
5353         }
5354 out:
5355         *memcgp = memcg;
5356         return ret;
5357 }
5358
5359 /**
5360  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5361  * @page: page to charge
5362  * @memcg: memcg to charge the page to
5363  * @lrucare: page might be on LRU already
5364  *
5365  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5366  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5367  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5368  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5369  *
5370  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5371  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5372  *
5373  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5374  */
5375 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5376                               bool lrucare)
5377 {
5378         unsigned int nr_pages = 1;
5379
5380         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5381         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5382
5383         if (mem_cgroup_disabled())
5384                 return;
5385         /*
5386          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5387          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5388          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5389          */
5390         if (!memcg)
5391                 return;
5392
5393         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5394
5395         if (PageTransHuge(page)) {
5396                 nr_pages <<= compound_order(page);
5397                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5398         }
5399
5400         local_irq_disable();
5401         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5402         memcg_check_events(memcg, page);
5403         local_irq_enable();
5404
5405         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5406                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5407                 /*
5408                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5409                  * let's not wait for it.  The page already received a
5410                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5411                  */
5412                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5413         }
5414 }
5415
5416 /**
5417  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5418  * @page: page to charge
5419  * @memcg: memcg to charge the page to
5420  *
5421  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5422  */
5423 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5424 {
5425         unsigned int nr_pages = 1;
5426
5427         if (mem_cgroup_disabled())
5428                 return;
5429         /*
5430          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5431          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5432          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5433          */
5434         if (!memcg)
5435                 return;
5436
5437         if (PageTransHuge(page)) {
5438                 nr_pages <<= compound_order(page);
5439                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5440         }
5441
5442         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5443 }
5444
5445 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5446                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5447                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5448 {
5449         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5450         unsigned long flags;
5451
5452         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5453                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5454                 if (do_swap_account)
5455                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5456                 memcg_oom_recover(memcg);
5457         }
5458
5459         local_irq_save(flags);
5460         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5461         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5462         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5463         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5464         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5465         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5466         local_irq_restore(flags);
5467
5468         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5469                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5470 }
5471
5472 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5473 {
5474         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5475         unsigned long nr_anon = 0;
5476         unsigned long nr_file = 0;
5477         unsigned long nr_huge = 0;
5478         unsigned long pgpgout = 0;
5479         struct list_head *next;
5480         struct page *page;
5481
5482         next = page_list->next;
5483         do {
5484                 unsigned int nr_pages = 1;
5485
5486                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5487                 next = page->lru.next;
5488
5489                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5490                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5491
5492                 if (!page->mem_cgroup)
5493                         continue;
5494
5495                 /*
5496                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5497                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5498                  * exclusive access to the page.
5499                  */
5500
5501                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5502                         if (memcg) {
5503                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5504                                                nr_huge, page);
5505                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5506                         }
5507                         memcg = page->mem_cgroup;
5508                 }
5509
5510                 if (PageTransHuge(page)) {
5511                         nr_pages <<= compound_order(page);
5512                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5513                         nr_huge += nr_pages;
5514                 }
5515
5516                 if (PageAnon(page))
5517                         nr_anon += nr_pages;
5518                 else
5519                         nr_file += nr_pages;
5520
5521                 page->mem_cgroup = NULL;
5522
5523                 pgpgout++;
5524         } while (next != page_list);
5525
5526         if (memcg)
5527                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5528                                nr_huge, page);
5529 }
5530
5531 /**
5532  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5533  * @page: page to uncharge
5534  *
5535  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5536  * mem_cgroup_commit_charge().
5537  */
5538 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5539 {
5540         if (mem_cgroup_disabled())
5541                 return;
5542
5543         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5544         if (!page->mem_cgroup)
5545                 return;
5546
5547         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5548         uncharge_list(&page->lru);
5549 }
5550
5551 /**
5552  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5553  * @page_list: list of pages to uncharge
5554  *
5555  * Uncharge a list of pages previously charged with
5556  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5557  */
5558 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5559 {
5560         if (mem_cgroup_disabled())
5561                 return;
5562
5563         if (!list_empty(page_list))
5564                 uncharge_list(page_list);
5565 }
5566
5567 /**
5568  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5569  * @oldpage: currently charged page
5570  * @newpage: page to transfer the charge to
5571  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5572  *
5573  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5574  *
5575  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5576  */
5577 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5578                         bool lrucare)
5579 {
5580         struct mem_cgroup *memcg;
5581         int isolated;
5582
5583         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5584         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5585         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5586         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5587         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5588         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5589                        newpage);
5590
5591         if (mem_cgroup_disabled())
5592                 return;
5593
5594         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5595         if (newpage->mem_cgroup)
5596                 return;
5597
5598         /*
5599          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5600          * charged, and migration from compaction can happen to an
5601          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5602          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5603          */
5604         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5605         if (!memcg)
5606                 return;
5607
5608         if (lrucare)
5609                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5610
5611         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5612
5613         if (lrucare)
5614                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5615
5616         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5617 }
5618
5619 /*
5620  * subsys_initcall() for memory controller.
5621  *
5622  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5623  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5624  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5625  * be initialized from here.
5626  */
5627 static int __init mem_cgroup_init(void)
5628 {
5629         int cpu, node;
5630
5631         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5632
5633         for_each_possible_cpu(cpu)
5634                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5635                           drain_local_stock);
5636
5637         for_each_node(node) {
5638                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5639                 int zone;
5640
5641                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5642                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5643
5644                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5645                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5646
5647                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5648                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5649                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5650                 }
5651                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5652         }
5653
5654         return 0;
5655 }
5656 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5657
5658 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5659 /**
5660  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5661  * @page: page whose memsw charge to transfer
5662  * @entry: swap entry to move the charge to
5663  *
5664  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5665  */
5666 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5667 {
5668         struct mem_cgroup *memcg;
5669         unsigned short oldid;
5670
5671         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5672         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5673
5674         if (!do_swap_account)
5675                 return;
5676
5677         memcg = page->mem_cgroup;
5678
5679         /* Readahead page, never charged */
5680         if (!memcg)
5681                 return;
5682
5683         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5684         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5685         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5686
5687         page->mem_cgroup = NULL;
5688
5689         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5690                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5691
5692         /*
5693          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5694          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5695          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5696          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5697          */
5698         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5699         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5700         memcg_check_events(memcg, page);
5701 }
5702
5703 /**
5704  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5705  * @entry: swap entry to uncharge
5706  *
5707  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5708  */
5709 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5710 {
5711         struct mem_cgroup *memcg;
5712         unsigned short id;
5713
5714         if (!do_swap_account)
5715                 return;
5716
5717         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5718         rcu_read_lock();
5719         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5720         if (memcg) {
5721                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5722                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5723                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5724                 css_put(&memcg->css);
5725         }
5726         rcu_read_unlock();
5727 }
5728
5729 /* for remember boot option*/
5730 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5731 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5732 #else
5733 static int really_do_swap_account __initdata;
5734 #endif
5735
5736 static int __init enable_swap_account(char *s)
5737 {
5738         if (!strcmp(s, "1"))
5739                 really_do_swap_account = 1;
5740         else if (!strcmp(s, "0"))
5741                 really_do_swap_account = 0;
5742         return 1;
5743 }
5744 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5745
5746 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5747         {
5748                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5749                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5750                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5751         },
5752         {
5753                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5754                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5755                 .write = mem_cgroup_reset,
5756                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5757         },
5758         {
5759                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5760                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5761                 .write = mem_cgroup_write,
5762                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5763         },
5764         {
5765                 .name = "memsw.failcnt",
5766                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5767                 .write = mem_cgroup_reset,
5768                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5769         },
5770         { },    /* terminate */
5771 };
5772
5773 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5774 {
5775         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5776                 do_swap_account = 1;
5777                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5778                                                   memsw_cgroup_files));
5779         }
5780         return 0;
5781 }
5782 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5783
5784 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */