x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_node {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree {
141         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
142 };
143
144 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
145
146 /* for OOM */
147 struct mem_cgroup_eventfd_list {
148         struct list_head list;
149         struct eventfd_ctx *eventfd;
150 };
151
152 /*
153  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
154  */
155 struct mem_cgroup_event {
156         /*
157          * memcg which the event belongs to.
158          */
159         struct mem_cgroup *memcg;
160         /*
161          * eventfd to signal userspace about the event.
162          */
163         struct eventfd_ctx *eventfd;
164         /*
165          * Each of these stored in a list by the cgroup.
166          */
167         struct list_head list;
168         /*
169          * register_event() callback will be used to add new userspace
170          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
171          * on eventfd to send notification to userspace.
172          */
173         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
174                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
175         /*
176          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
177          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
178          * if you want provide notification functionality.
179          */
180         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
181                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
182         /*
183          * All fields below needed to unregister event when
184          * userspace closes eventfd.
185          */
186         poll_table pt;
187         wait_queue_head_t *wqh;
188         wait_queue_t wait;
189         struct work_struct remove;
190 };
191
192 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
193 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
194
195 /* Stuffs for move charges at task migration. */
196 /*
197  * Types of charges to be moved.
198  */
199 #define MOVE_ANON       0x1U
200 #define MOVE_FILE       0x2U
201 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
202
203 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
204 static struct move_charge_struct {
205         spinlock_t        lock; /* for from, to */
206         struct mm_struct  *mm;
207         struct mem_cgroup *from;
208         struct mem_cgroup *to;
209         unsigned long flags;
210         unsigned long precharge;
211         unsigned long moved_charge;
212         unsigned long moved_swap;
213         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
214         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
215 } mc = {
216         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
217         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
218 };
219
220 /*
221  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
222  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
223  */
224 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
225 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
226
227 enum charge_type {
228         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
229         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
230         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
232         NR_CHARGE_TYPE,
233 };
234
235 /* for encoding cft->private value on file */
236 enum res_type {
237         _MEM,
238         _MEMSWAP,
239         _OOM_TYPE,
240         _KMEM,
241         _TCP,
242 };
243
244 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
245 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
246 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
247 /* Used for OOM nofiier */
248 #define OOM_CONTROL             (0)
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
264 {
265         return (memcg == root_mem_cgroup);
266 }
267
268 #ifndef CONFIG_SLOB
269 /*
270  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
271  * The main reason for not using cgroup id for this:
272  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
273  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
274  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
275  *  200 entry array for that.
276  *
277  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
278  * will double each time we have to increase it.
279  */
280 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
281 int memcg_nr_cache_ids;
282
283 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
284 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
285
286 void memcg_get_cache_ids(void)
287 {
288         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 void memcg_put_cache_ids(void)
292 {
293         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
294 }
295
296 /*
297  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
298  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
299  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
300  * tunable, but that is strictly not necessary.
301  *
302  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
303  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
304  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
305  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
306  * increase ours as well if it increases.
307  */
308 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
309 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
310
311 /*
312  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
313  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
314  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
315  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
316  */
317 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
318 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
319
320 #endif /* !CONFIG_SLOB */
321
322 /**
323  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
324  * @page: page of interest
325  *
326  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
327  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
328  * until it is released.
329  *
330  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
331  * is returned.
332  */
333 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
334 {
335         struct mem_cgroup *memcg;
336
337         memcg = page->mem_cgroup;
338
339         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
340                 memcg = root_mem_cgroup;
341
342         return &memcg->css;
343 }
344
345 /**
346  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
347  * @page: the page
348  *
349  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
350  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
351  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
352  *
353  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
354  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
355  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
356  * do not care (such as procfs interfaces).
357  */
358 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
359 {
360         struct mem_cgroup *memcg;
361         unsigned long ino = 0;
362
363         rcu_read_lock();
364         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
365         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
366                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
367         if (memcg)
368                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
369         rcu_read_unlock();
370         return ino;
371 }
372
373 static struct mem_cgroup_per_node *
374 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
375 {
376         int nid = page_to_nid(page);
377
378         return memcg->nodeinfo[nid];
379 }
380
381 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
382 soft_limit_tree_node(int nid)
383 {
384         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
385 }
386
387 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
388 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
389 {
390         int nid = page_to_nid(page);
391
392         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
393 }
394
395 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
396                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
397                                          unsigned long new_usage_in_excess)
398 {
399         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
400         struct rb_node *parent = NULL;
401         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
402
403         if (mz->on_tree)
404                 return;
405
406         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
407         if (!mz->usage_in_excess)
408                 return;
409         while (*p) {
410                 parent = *p;
411                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
412                                         tree_node);
413                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
414                         p = &(*p)->rb_left;
415                 /*
416                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
417                  * limit by the same amount
418                  */
419                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
420                         p = &(*p)->rb_right;
421         }
422         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
423         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
424         mz->on_tree = true;
425 }
426
427 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
428                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
429 {
430         if (!mz->on_tree)
431                 return;
432         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
433         mz->on_tree = false;
434 }
435
436 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
437                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
438 {
439         unsigned long flags;
440
441         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
442         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
443         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
444 }
445
446 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
449         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
450         unsigned long excess = 0;
451
452         if (nr_pages > soft_limit)
453                 excess = nr_pages - soft_limit;
454
455         return excess;
456 }
457
458 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
459 {
460         unsigned long excess;
461         struct mem_cgroup_per_node *mz;
462         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
463
464         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
465         /*
466          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
467          * because their event counter is not touched.
468          */
469         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
470                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
471                 excess = soft_limit_excess(memcg);
472                 /*
473                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
474                  * mem is over its softlimit.
475                  */
476                 if (excess || mz->on_tree) {
477                         unsigned long flags;
478
479                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
480                         /* if on-tree, remove it */
481                         if (mz->on_tree)
482                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
483                         /*
484                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
485                          * If excess is 0, no tree ops.
486                          */
487                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
488                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
489                 }
490         }
491 }
492
493 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
494 {
495         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
496         struct mem_cgroup_per_node *mz;
497         int nid;
498
499         for_each_node(nid) {
500                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
501                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
502                 mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
503         }
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_per_node *
507 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
508 {
509         struct rb_node *rightmost = NULL;
510         struct mem_cgroup_per_node *mz;
511
512 retry:
513         mz = NULL;
514         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
515         if (!rightmost)
516                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
517
518         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
519         /*
520          * Remove the node now but someone else can add it back,
521          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
522          * position in the tree.
523          */
524         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
525         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
526             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
527                 goto retry;
528 done:
529         return mz;
530 }
531
532 static struct mem_cgroup_per_node *
533 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
534 {
535         struct mem_cgroup_per_node *mz;
536
537         spin_lock_irq(&mctz->lock);
538         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
539         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
540         return mz;
541 }
542
543 /*
544  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
545  *
546  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
547  *
548  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
549  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
550  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
551  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
552  *
553  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
554  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
555  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
556  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
557  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
558  *
559  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
560  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
561  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
562  * implemented.
563  */
564 static unsigned long
565 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
566 {
567         long val = 0;
568         int cpu;
569
570         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
571         for_each_possible_cpu(cpu)
572                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
573         /*
574          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
575          * transient negative values.
576          */
577         if (val < 0)
578                 val = 0;
579         return val;
580 }
581
582 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
583                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
584 {
585         unsigned long val = 0;
586         int cpu;
587
588         for_each_possible_cpu(cpu)
589                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
590         return val;
591 }
592
593 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
594                                          struct page *page,
595                                          bool compound, int nr_pages)
596 {
597         /*
598          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
599          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
600          */
601         if (PageAnon(page))
602                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
603                                 nr_pages);
604         else
605                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
606                                 nr_pages);
607
608         if (compound) {
609                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
610                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
611                                 nr_pages);
612         }
613
614         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
615         if (nr_pages > 0)
616                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
617         else {
618                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
619                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
620         }
621
622         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
623 }
624
625 unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
626                                            int nid, unsigned int lru_mask)
627 {
628         unsigned long nr = 0;
629         struct mem_cgroup_per_node *mz;
630         enum lru_list lru;
631
632         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
633
634         for_each_lru(lru) {
635                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
636                         continue;
637                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
638                 nr += mz->lru_size[lru];
639         }
640         return nr;
641 }
642
643 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
644                         unsigned int lru_mask)
645 {
646         unsigned long nr = 0;
647         int nid;
648
649         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
650                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
651         return nr;
652 }
653
654 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
655                                        enum mem_cgroup_events_target target)
656 {
657         unsigned long val, next;
658
659         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
660         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
661         /* from time_after() in jiffies.h */
662         if ((long)next - (long)val < 0) {
663                 switch (target) {
664                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
665                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
666                         break;
667                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
668                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
669                         break;
670                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
671                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
672                         break;
673                 default:
674                         break;
675                 }
676                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
677                 return true;
678         }
679         return false;
680 }
681
682 /*
683  * Check events in order.
684  *
685  */
686 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
687 {
688         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
689         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
690                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
691                 bool do_softlimit;
692                 bool do_numainfo __maybe_unused;
693
694                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
695                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
696 #if MAX_NUMNODES > 1
697                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
698                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
699 #endif
700                 mem_cgroup_threshold(memcg);
701                 if (unlikely(do_softlimit))
702                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
703 #if MAX_NUMNODES > 1
704                 if (unlikely(do_numainfo))
705                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
706 #endif
707         }
708 }
709
710 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
711 {
712         /*
713          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
714          * if it races with swapoff, page migration, etc.
715          * So this can be called with p == NULL.
716          */
717         if (unlikely(!p))
718                 return NULL;
719
720         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
721 }
722 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
723
724 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
725 {
726         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
727
728         rcu_read_lock();
729         do {
730                 /*
731                  * Page cache insertions can happen withou an
732                  * actual mm context, e.g. during disk probing
733                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
734                  */
735                 if (unlikely(!mm))
736                         memcg = root_mem_cgroup;
737                 else {
738                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
739                         if (unlikely(!memcg))
740                                 memcg = root_mem_cgroup;
741                 }
742         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
743         rcu_read_unlock();
744         return memcg;
745 }
746
747 /**
748  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
749  * @root: hierarchy root
750  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
751  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
752  *
753  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
754  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
755  *
756  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
757  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
758  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
759  *
760  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
761  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
762  * reclaimers operating on the same zone and priority.
763  */
764 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
765                                    struct mem_cgroup *prev,
766                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
767 {
768         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
769         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
770         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
771         struct mem_cgroup *pos = NULL;
772
773         if (mem_cgroup_disabled())
774                 return NULL;
775
776         if (!root)
777                 root = root_mem_cgroup;
778
779         if (prev && !reclaim)
780                 pos = prev;
781
782         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
783                 if (prev)
784                         goto out;
785                 return root;
786         }
787
788         rcu_read_lock();
789
790         if (reclaim) {
791                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
792
793                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
794                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
795
796                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
797                         goto out_unlock;
798
799                 while (1) {
800                         pos = READ_ONCE(iter->position);
801                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
802                                 break;
803                         /*
804                          * css reference reached zero, so iter->position will
805                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
806                          * rely on this happening soon, because ->css_released
807                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
808                          * might block it. So we clear iter->position right
809                          * away.
810                          */
811                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
812                 }
813         }
814
815         if (pos)
816                 css = &pos->css;
817
818         for (;;) {
819                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
820                 if (!css) {
821                         /*
822                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
823                          * new one might jump in right at the end of
824                          * the hierarchy - make sure they see at least
825                          * one group and restart from the beginning.
826                          */
827                         if (!prev)
828                                 continue;
829                         break;
830                 }
831
832                 /*
833                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
834                  * is provided by the caller, so we know it's alive
835                  * and kicking, and don't take an extra reference.
836                  */
837                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
838
839                 if (css == &root->css)
840                         break;
841
842                 if (css_tryget(css))
843                         break;
844
845                 memcg = NULL;
846         }
847
848         if (reclaim) {
849                 /*
850                  * The position could have already been updated by a competing
851                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
852                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
853                  */
854                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
855
856                 if (pos)
857                         css_put(&pos->css);
858
859                 if (!memcg)
860                         iter->generation++;
861                 else if (!prev)
862                         reclaim->generation = iter->generation;
863         }
864
865 out_unlock:
866         rcu_read_unlock();
867 out:
868         if (prev && prev != root)
869                 css_put(&prev->css);
870
871         return memcg;
872 }
873
874 /**
875  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
876  * @root: hierarchy root
877  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
878  */
879 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
880                            struct mem_cgroup *prev)
881 {
882         if (!root)
883                 root = root_mem_cgroup;
884         if (prev && prev != root)
885                 css_put(&prev->css);
886 }
887
888 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
889 {
890         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
891         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
892         struct mem_cgroup_per_node *mz;
893         int nid;
894         int i;
895
896         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
897                 for_each_node(nid) {
898                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
899                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
900                                 iter = &mz->iter[i];
901                                 cmpxchg(&iter->position,
902                                         dead_memcg, NULL);
903                         }
904                 }
905         }
906 }
907
908 /*
909  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
910  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
911  * be used for reference counting.
912  */
913 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
914         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
915              iter != NULL;                              \
916              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
917
918 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
919         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
920              iter != NULL;                              \
921              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
922
923 /**
924  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
925  * @memcg: hierarchy root
926  * @fn: function to call for each task
927  * @arg: argument passed to @fn
928  *
929  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
930  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
931  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
932  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
933  *
934  * This function must not be called for the root memory cgroup.
935  */
936 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
937                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
938 {
939         struct mem_cgroup *iter;
940         int ret = 0;
941
942         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
943
944         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
945                 struct css_task_iter it;
946                 struct task_struct *task;
947
948                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
949                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
950                         ret = fn(task, arg);
951                 css_task_iter_end(&it);
952                 if (ret) {
953                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
954                         break;
955                 }
956         }
957         return ret;
958 }
959
960 /**
961  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
962  * @page: the page
963  * @zone: zone of the page
964  *
965  * This function is only safe when following the LRU page isolation
966  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
967  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
968  */
969 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
970 {
971         struct mem_cgroup_per_node *mz;
972         struct mem_cgroup *memcg;
973         struct lruvec *lruvec;
974
975         if (mem_cgroup_disabled()) {
976                 lruvec = &pgdat->lruvec;
977                 goto out;
978         }
979
980         memcg = page->mem_cgroup;
981         /*
982          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
983          * possibly migrated - before they are charged.
984          */
985         if (!memcg)
986                 memcg = root_mem_cgroup;
987
988         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
989         lruvec = &mz->lruvec;
990 out:
991         /*
992          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
993          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
994          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
995          */
996         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
997                 lruvec->pgdat = pgdat;
998         return lruvec;
999 }
1000
1001 /**
1002  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1003  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1004  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1005  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1006  *
1007  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1008  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1009  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1010  */
1011 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1012                                 int nr_pages)
1013 {
1014         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1015         unsigned long *lru_size;
1016         long size;
1017         bool empty;
1018
1019         if (mem_cgroup_disabled())
1020                 return;
1021
1022         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1023         lru_size = mz->lru_size + lru;
1024         empty = list_empty(lruvec->lists + lru);
1025
1026         if (nr_pages < 0)
1027                 *lru_size += nr_pages;
1028
1029         size = *lru_size;
1030         if (WARN_ONCE(size < 0 || empty != !size,
1031                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld but %sempty\n",
1032                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size, empty ? "" : "not ")) {
1033                 VM_BUG_ON(1);
1034                 *lru_size = 0;
1035         }
1036
1037         if (nr_pages > 0)
1038                 *lru_size += nr_pages;
1039 }
1040
1041 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1042 {
1043         struct mem_cgroup *task_memcg;
1044         struct task_struct *p;
1045         bool ret;
1046
1047         p = find_lock_task_mm(task);
1048         if (p) {
1049                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1050                 task_unlock(p);
1051         } else {
1052                 /*
1053                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1054                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1055                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1056                  */
1057                 rcu_read_lock();
1058                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1059                 css_get(&task_memcg->css);
1060                 rcu_read_unlock();
1061         }
1062         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1063         css_put(&task_memcg->css);
1064         return ret;
1065 }
1066
1067 /**
1068  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1069  * @memcg: the memory cgroup
1070  *
1071  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1072  * pages.
1073  */
1074 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1075 {
1076         unsigned long margin = 0;
1077         unsigned long count;
1078         unsigned long limit;
1079
1080         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1081         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1082         if (count < limit)
1083                 margin = limit - count;
1084
1085         if (do_memsw_account()) {
1086                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1087                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1088                 if (count <= limit)
1089                         margin = min(margin, limit - count);
1090                 else
1091                         margin = 0;
1092         }
1093
1094         return margin;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1099  *
1100  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1101  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1102  * caused by "move".
1103  */
1104 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1105 {
1106         struct mem_cgroup *from;
1107         struct mem_cgroup *to;
1108         bool ret = false;
1109         /*
1110          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1111          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1112          */
1113         spin_lock(&mc.lock);
1114         from = mc.from;
1115         to = mc.to;
1116         if (!from)
1117                 goto unlock;
1118
1119         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1120                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1121 unlock:
1122         spin_unlock(&mc.lock);
1123         return ret;
1124 }
1125
1126 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1127 {
1128         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1129                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1130                         DEFINE_WAIT(wait);
1131                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1132                         /* moving charge context might have finished. */
1133                         if (mc.moving_task)
1134                                 schedule();
1135                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1136                         return true;
1137                 }
1138         }
1139         return false;
1140 }
1141
1142 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1143 /**
1144  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1145  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1146  * @p: Task that is going to be killed
1147  *
1148  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1149  * enabled
1150  */
1151 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1152 {
1153         struct mem_cgroup *iter;
1154         unsigned int i;
1155
1156         rcu_read_lock();
1157
1158         if (p) {
1159                 pr_info("Task in ");
1160                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1161                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1162         } else {
1163                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1164         }
1165
1166         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1167         pr_cont("\n");
1168
1169         rcu_read_unlock();
1170
1171         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1172                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1173                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1174         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1175                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1176                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1177         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1178                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1179                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1180
1181         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1182                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1183                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1184                 pr_cont(":");
1185
1186                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1187                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1188                                 continue;
1189                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1190                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1191                 }
1192
1193                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1194                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1195                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1196
1197                 pr_cont("\n");
1198         }
1199 }
1200
1201 /*
1202  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1203  * 1(self count) if no children.
1204  */
1205 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1206 {
1207         int num = 0;
1208         struct mem_cgroup *iter;
1209
1210         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1211                 num++;
1212         return num;
1213 }
1214
1215 /*
1216  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1217  */
1218 unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1219 {
1220         unsigned long limit;
1221
1222         limit = memcg->memory.limit;
1223         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1224                 unsigned long memsw_limit;
1225                 unsigned long swap_limit;
1226
1227                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1228                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1229                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1230                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1231         }
1232         return limit;
1233 }
1234
1235 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1236                                      int order)
1237 {
1238         struct oom_control oc = {
1239                 .zonelist = NULL,
1240                 .nodemask = NULL,
1241                 .memcg = memcg,
1242                 .gfp_mask = gfp_mask,
1243                 .order = order,
1244         };
1245         bool ret;
1246
1247         mutex_lock(&oom_lock);
1248         ret = out_of_memory(&oc);
1249         mutex_unlock(&oom_lock);
1250         return ret;
1251 }
1252
1253 #if MAX_NUMNODES > 1
1254
1255 /**
1256  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1257  * @memcg: the target memcg
1258  * @nid: the node ID to be checked.
1259  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1260  *
1261  * This function returns whether the specified memcg contains any
1262  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1263  * pages in the node.
1264  */
1265 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1266                 int nid, bool noswap)
1267 {
1268         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1269                 return true;
1270         if (noswap || !total_swap_pages)
1271                 return false;
1272         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1273                 return true;
1274         return false;
1275
1276 }
1277
1278 /*
1279  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1280  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1281  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1282  *
1283  */
1284 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1285 {
1286         int nid;
1287         /*
1288          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1289          * pagein/pageout changes since the last update.
1290          */
1291         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1292                 return;
1293         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1294                 return;
1295
1296         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1297         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1298
1299         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1300
1301                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1302                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1303         }
1304
1305         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1306         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1307 }
1308
1309 /*
1310  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1311  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1312  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1313  *
1314  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1315  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1316  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1317  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1318  *
1319  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1320  */
1321 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1322 {
1323         int node;
1324
1325         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1326         node = memcg->last_scanned_node;
1327
1328         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1329         /*
1330          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1331          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1332          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1333          */
1334         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1335                 node = numa_node_id();
1336
1337         memcg->last_scanned_node = node;
1338         return node;
1339 }
1340 #else
1341 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1342 {
1343         return 0;
1344 }
1345 #endif
1346
1347 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1348                                    pg_data_t *pgdat,
1349                                    gfp_t gfp_mask,
1350                                    unsigned long *total_scanned)
1351 {
1352         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1353         int total = 0;
1354         int loop = 0;
1355         unsigned long excess;
1356         unsigned long nr_scanned;
1357         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1358                 .pgdat = pgdat,
1359                 .priority = 0,
1360         };
1361
1362         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1363
1364         while (1) {
1365                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1366                 if (!victim) {
1367                         loop++;
1368                         if (loop >= 2) {
1369                                 /*
1370                                  * If we have not been able to reclaim
1371                                  * anything, it might because there are
1372                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1373                                  */
1374                                 if (!total)
1375                                         break;
1376                                 /*
1377                                  * We want to do more targeted reclaim.
1378                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1379                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1380                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1381                                  */
1382                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1383                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1384                                         break;
1385                         }
1386                         continue;
1387                 }
1388                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1389                                         pgdat, &nr_scanned);
1390                 *total_scanned += nr_scanned;
1391                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1392                         break;
1393         }
1394         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1395         return total;
1396 }
1397
1398 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1399 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1400         .name = "memcg_oom_lock",
1401 };
1402 #endif
1403
1404 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1405
1406 /*
1407  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1408  * If someone is running, return false.
1409  */
1410 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1411 {
1412         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1413
1414         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1415
1416         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1417                 if (iter->oom_lock) {
1418                         /*
1419                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1420                          * so we cannot give a lock.
1421                          */
1422                         failed = iter;
1423                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1424                         break;
1425                 } else
1426                         iter->oom_lock = true;
1427         }
1428
1429         if (failed) {
1430                 /*
1431                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1432                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1433                  */
1434                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1435                         if (iter == failed) {
1436                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1437                                 break;
1438                         }
1439                         iter->oom_lock = false;
1440                 }
1441         } else
1442                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1443
1444         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1445
1446         return !failed;
1447 }
1448
1449 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         struct mem_cgroup *iter;
1452
1453         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1454         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1455         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1456                 iter->oom_lock = false;
1457         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1458 }
1459
1460 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1461 {
1462         struct mem_cgroup *iter;
1463
1464         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1465         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1466                 iter->under_oom++;
1467         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1468 }
1469
1470 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1471 {
1472         struct mem_cgroup *iter;
1473
1474         /*
1475          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1476          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1477          */
1478         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1479         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1480                 if (iter->under_oom > 0)
1481                         iter->under_oom--;
1482         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1483 }
1484
1485 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1486
1487 struct oom_wait_info {
1488         struct mem_cgroup *memcg;
1489         wait_queue_t    wait;
1490 };
1491
1492 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1493         unsigned mode, int sync, void *arg)
1494 {
1495         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1496         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1497         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1498
1499         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1500         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1501
1502         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1503             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1504                 return 0;
1505         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1506 }
1507
1508 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1509 {
1510         /*
1511          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1512          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1513          * this function is called as a result of userland actions
1514          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1515          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1516          * triggering notification.
1517          */
1518         if (memcg && memcg->under_oom)
1519                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1520 }
1521
1522 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1523 {
1524         if (!current->memcg_may_oom)
1525                 return;
1526         /*
1527          * We are in the middle of the charge context here, so we
1528          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1529          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1530          *
1531          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1532          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1533          * invocation might not even be necessary.
1534          *
1535          * That's why we don't do anything here except remember the
1536          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1537          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1538          * and when we know whether the fault was overall successful.
1539          */
1540         css_get(&memcg->css);
1541         current->memcg_in_oom = memcg;
1542         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1543         current->memcg_oom_order = order;
1544 }
1545
1546 /**
1547  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1548  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1549  *
1550  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1551  * handler was enabled.
1552  *
1553  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1554  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1555  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1556  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1557  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1558  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1559  *
1560  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1561  * completed, %false otherwise.
1562  */
1563 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1566         struct oom_wait_info owait;
1567         bool locked;
1568
1569         /* OOM is global, do not handle */
1570         if (!memcg)
1571                 return false;
1572
1573         if (!handle)
1574                 goto cleanup;
1575
1576         owait.memcg = memcg;
1577         owait.wait.flags = 0;
1578         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1579         owait.wait.private = current;
1580         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1581
1582         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1583         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1584
1585         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1586
1587         if (locked)
1588                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1589
1590         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1591                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1592                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1593                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1594                                          current->memcg_oom_order);
1595         } else {
1596                 schedule();
1597                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1598                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1599         }
1600
1601         if (locked) {
1602                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1603                 /*
1604                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1605                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1606                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1607                  */
1608                 memcg_oom_recover(memcg);
1609         }
1610 cleanup:
1611         current->memcg_in_oom = NULL;
1612         css_put(&memcg->css);
1613         return true;
1614 }
1615
1616 /**
1617  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1618  * @page: the page
1619  *
1620  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1621  * another cgroup and stabilizes their page->mem_cgroup binding.
1622  */
1623 void lock_page_memcg(struct page *page)
1624 {
1625         struct mem_cgroup *memcg;
1626         unsigned long flags;
1627
1628         /*
1629          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1630          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1631          * because page moving starts with an RCU grace period.
1632          */
1633         rcu_read_lock();
1634
1635         if (mem_cgroup_disabled())
1636                 return;
1637 again:
1638         memcg = page->mem_cgroup;
1639         if (unlikely(!memcg))
1640                 return;
1641
1642         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1643                 return;
1644
1645         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1646         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1647                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1648                 goto again;
1649         }
1650
1651         /*
1652          * When charge migration first begins, we can have locked and
1653          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1654          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1655          */
1656         memcg->move_lock_task = current;
1657         memcg->move_lock_flags = flags;
1658
1659         return;
1660 }
1661 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1662
1663 /**
1664  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1665  * @page: the page
1666  */
1667 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1668 {
1669         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1670
1671         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1672                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1673
1674                 memcg->move_lock_task = NULL;
1675                 memcg->move_lock_flags = 0;
1676
1677                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1678         }
1679
1680         rcu_read_unlock();
1681 }
1682 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1683
1684 /*
1685  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1686  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1687  */
1688 #define CHARGE_BATCH    32U
1689 struct memcg_stock_pcp {
1690         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1691         unsigned int nr_pages;
1692         struct work_struct work;
1693         unsigned long flags;
1694 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1695 };
1696 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1697 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1698
1699 /**
1700  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1701  * @memcg: memcg to consume from.
1702  * @nr_pages: how many pages to charge.
1703  *
1704  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1705  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1706  * service an allocation will refill the stock.
1707  *
1708  * returns true if successful, false otherwise.
1709  */
1710 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1711 {
1712         struct memcg_stock_pcp *stock;
1713         unsigned long flags;
1714         bool ret = false;
1715
1716         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1717                 return ret;
1718
1719         local_irq_save(flags);
1720
1721         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1722         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1723                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1724                 ret = true;
1725         }
1726
1727         local_irq_restore(flags);
1728
1729         return ret;
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1734  */
1735 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1736 {
1737         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1738
1739         if (stock->nr_pages) {
1740                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1741                 if (do_memsw_account())
1742                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1743                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1744                 stock->nr_pages = 0;
1745         }
1746         stock->cached = NULL;
1747 }
1748
1749 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1750 {
1751         struct memcg_stock_pcp *stock;
1752         unsigned long flags;
1753
1754         local_irq_save(flags);
1755
1756         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1757         drain_stock(stock);
1758         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1759
1760         local_irq_restore(flags);
1761 }
1762
1763 /*
1764  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1765  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1766  */
1767 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1768 {
1769         struct memcg_stock_pcp *stock;
1770         unsigned long flags;
1771
1772         local_irq_save(flags);
1773
1774         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1775         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1776                 drain_stock(stock);
1777                 stock->cached = memcg;
1778         }
1779         stock->nr_pages += nr_pages;
1780
1781         local_irq_restore(flags);
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1786  * of the hierarchy under it.
1787  */
1788 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1789 {
1790         int cpu, curcpu;
1791
1792         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1793         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1794                 return;
1795         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1796         get_online_cpus();
1797         curcpu = get_cpu();
1798         for_each_online_cpu(cpu) {
1799                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1800                 struct mem_cgroup *memcg;
1801
1802                 memcg = stock->cached;
1803                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1804                         continue;
1805                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1806                         continue;
1807                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1808                         if (cpu == curcpu)
1809                                 drain_local_stock(&stock->work);
1810                         else
1811                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1812                 }
1813         }
1814         put_cpu();
1815         put_online_cpus();
1816         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1817 }
1818
1819 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1820                                         unsigned long action,
1821                                         void *hcpu)
1822 {
1823         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1824         struct memcg_stock_pcp *stock;
1825
1826         if (action == CPU_ONLINE)
1827                 return NOTIFY_OK;
1828
1829         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1830                 return NOTIFY_OK;
1831
1832         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1833         drain_stock(stock);
1834         return NOTIFY_OK;
1835 }
1836
1837 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1838                          unsigned int nr_pages,
1839                          gfp_t gfp_mask)
1840 {
1841         do {
1842                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1843                         continue;
1844                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1845                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1846         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1847 }
1848
1849 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1850 {
1851         struct mem_cgroup *memcg;
1852
1853         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1854         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1855 }
1856
1857 /*
1858  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1859  * and reclaims memory over the high limit.
1860  */
1861 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1862 {
1863         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1864         struct mem_cgroup *memcg;
1865
1866         if (likely(!nr_pages))
1867                 return;
1868
1869         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1870         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1871         css_put(&memcg->css);
1872         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1873 }
1874
1875 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1876                       unsigned int nr_pages)
1877 {
1878         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1879         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1880         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1881         struct page_counter *counter;
1882         unsigned long nr_reclaimed;
1883         bool may_swap = true;
1884         bool drained = false;
1885
1886         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1887                 return 0;
1888 retry:
1889         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1890                 return 0;
1891
1892         if (!do_memsw_account() ||
1893             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1894                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1895                         goto done_restock;
1896                 if (do_memsw_account())
1897                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1898                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1899         } else {
1900                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1901                 may_swap = false;
1902         }
1903
1904         if (batch > nr_pages) {
1905                 batch = nr_pages;
1906                 goto retry;
1907         }
1908
1909         /*
1910          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
1911          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
1912          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
1913          * free their memory.
1914          */
1915         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1916                      fatal_signal_pending(current) ||
1917                      current->flags & PF_EXITING))
1918                 goto force;
1919
1920         /*
1921          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
1922          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
1923          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
1924          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
1925          */
1926         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
1927                 goto force;
1928
1929         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
1930                 goto nomem;
1931
1932         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
1933                 goto nomem;
1934
1935         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
1936
1937         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
1938                                                     gfp_mask, may_swap);
1939
1940         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1941                 goto retry;
1942
1943         if (!drained) {
1944                 drain_all_stock(mem_over_limit);
1945                 drained = true;
1946                 goto retry;
1947         }
1948
1949         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1950                 goto nomem;
1951         /*
1952          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
1953          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
1954          * before killing the task.
1955          *
1956          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
1957          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
1958          * to regular pages anyway in case of failure.
1959          */
1960         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
1961                 goto retry;
1962         /*
1963          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
1964          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
1965          */
1966         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
1967                 goto retry;
1968
1969         if (nr_retries--)
1970                 goto retry;
1971
1972         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1973                 goto force;
1974
1975         if (fatal_signal_pending(current))
1976                 goto force;
1977
1978         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
1979
1980         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
1981                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
1982 nomem:
1983         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
1984                 return -ENOMEM;
1985 force:
1986         /*
1987          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
1988          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
1989          * temporarily by force charging it.
1990          */
1991         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
1992         if (do_memsw_account())
1993                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
1994         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
1995
1996         return 0;
1997
1998 done_restock:
1999         css_get_many(&memcg->css, batch);
2000         if (batch > nr_pages)
2001                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2002
2003         /*
2004          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2005          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2006          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2007          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2008          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2009          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2010          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2011          */
2012         do {
2013                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2014                         /* Don't bother a random interrupted task */
2015                         if (in_interrupt()) {
2016                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2017                                 break;
2018                         }
2019                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2020                         set_notify_resume(current);
2021                         break;
2022                 }
2023         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2024
2025         return 0;
2026 }
2027
2028 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2029 {
2030         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2031                 return;
2032
2033         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2034         if (do_memsw_account())
2035                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2036
2037         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2038 }
2039
2040 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2041 {
2042         struct zone *zone = page_zone(page);
2043
2044         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
2045         if (PageLRU(page)) {
2046                 struct lruvec *lruvec;
2047
2048                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2049                 ClearPageLRU(page);
2050                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2051                 *isolated = 1;
2052         } else
2053                 *isolated = 0;
2054 }
2055
2056 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2057 {
2058         struct zone *zone = page_zone(page);
2059
2060         if (isolated) {
2061                 struct lruvec *lruvec;
2062
2063                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2064                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2065                 SetPageLRU(page);
2066                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2067         }
2068         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
2069 }
2070
2071 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2072                           bool lrucare)
2073 {
2074         int isolated;
2075
2076         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2077
2078         /*
2079          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2080          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2081          */
2082         if (lrucare)
2083                 lock_page_lru(page, &isolated);
2084
2085         /*
2086          * Nobody should be changing or seriously looking at
2087          * page->mem_cgroup at this point:
2088          *
2089          * - the page is uncharged
2090          *
2091          * - the page is off-LRU
2092          *
2093          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2094          *   a locked page table
2095          *
2096          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2097          *   have the page locked
2098          */
2099         page->mem_cgroup = memcg;
2100
2101         if (lrucare)
2102                 unlock_page_lru(page, isolated);
2103 }
2104
2105 #ifndef CONFIG_SLOB
2106 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2107 {
2108         int id, size;
2109         int err;
2110
2111         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2112                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2113         if (id < 0)
2114                 return id;
2115
2116         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2117                 return id;
2118
2119         /*
2120          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2121          * so we have to grow them.
2122          */
2123         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2124
2125         size = 2 * (id + 1);
2126         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2127                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2128         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2129                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2130
2131         err = memcg_update_all_caches(size);
2132         if (!err)
2133                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2134         if (!err)
2135                 memcg_nr_cache_ids = size;
2136
2137         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2138
2139         if (err) {
2140                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2141                 return err;
2142         }
2143         return id;
2144 }
2145
2146 static void memcg_free_cache_id(int id)
2147 {
2148         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2149 }
2150
2151 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2152         struct mem_cgroup *memcg;
2153         struct kmem_cache *cachep;
2154         struct work_struct work;
2155 };
2156
2157 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2158 {
2159         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2160                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2161         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2162         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2163
2164         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2165
2166         css_put(&memcg->css);
2167         kfree(cw);
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2172  */
2173 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2174                                                struct kmem_cache *cachep)
2175 {
2176         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2177
2178         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2179         if (!cw)
2180                 return;
2181
2182         css_get(&memcg->css);
2183
2184         cw->memcg = memcg;
2185         cw->cachep = cachep;
2186         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2187
2188         schedule_work(&cw->work);
2189 }
2190
2191 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2192                                              struct kmem_cache *cachep)
2193 {
2194         /*
2195          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2196          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2197          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2198          *
2199          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2200          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2201          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2202          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2203          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2204          */
2205         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2206         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2207         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2208 }
2209
2210 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2211 {
2212         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2213                 return true;
2214         return false;
2215 }
2216
2217 /**
2218  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2219  * @cachep: the original global kmem cache
2220  *
2221  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2222  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2223  *
2224  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2225  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2226  * go through with the original cache.
2227  *
2228  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2229  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2230  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2231  * reference.
2232  */
2233 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2234 {
2235         struct mem_cgroup *memcg;
2236         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2237         int kmemcg_id;
2238
2239         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2240
2241         if (memcg_kmem_bypass())
2242                 return cachep;
2243
2244         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2245                 return cachep;
2246
2247         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2248         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2249         if (kmemcg_id < 0)
2250                 goto out;
2251
2252         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2253         if (likely(memcg_cachep))
2254                 return memcg_cachep;
2255
2256         /*
2257          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2258          * context), we could be be predictable and return right away.
2259          * This would guarantee that the allocation being performed
2260          * already belongs in the new cache.
2261          *
2262          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2263          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2264          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2265          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2266          * defer everything.
2267          */
2268         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2269 out:
2270         css_put(&memcg->css);
2271         return cachep;
2272 }
2273
2274 /**
2275  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2276  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2277  */
2278 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2279 {
2280         if (!is_root_cache(cachep))
2281                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2282 }
2283
2284 /**
2285  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page
2286  * @page: page to charge
2287  * @gfp: reclaim mode
2288  * @order: allocation order
2289  * @memcg: memory cgroup to charge
2290  *
2291  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2292  */
2293 int memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2294                             struct mem_cgroup *memcg)
2295 {
2296         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2297         struct page_counter *counter;
2298         int ret;
2299
2300         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2301         if (ret)
2302                 return ret;
2303
2304         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2305             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2306                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2307                 return -ENOMEM;
2308         }
2309
2310         page->mem_cgroup = memcg;
2311
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 /**
2316  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2317  * @page: page to charge
2318  * @gfp: reclaim mode
2319  * @order: allocation order
2320  *
2321  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2322  */
2323 int memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2324 {
2325         struct mem_cgroup *memcg;
2326         int ret = 0;
2327
2328         if (memcg_kmem_bypass())
2329                 return 0;
2330
2331         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2332         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2333                 ret = memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2334                 if (!ret)
2335                         __SetPageKmemcg(page);
2336         }
2337         css_put(&memcg->css);
2338         return ret;
2339 }
2340 /**
2341  * memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2342  * @page: page to uncharge
2343  * @order: allocation order
2344  */
2345 void memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2346 {
2347         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2348         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2349
2350         if (!memcg)
2351                 return;
2352
2353         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2354
2355         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2356                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2357
2358         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2359         if (do_memsw_account())
2360                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2361
2362         page->mem_cgroup = NULL;
2363
2364         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2365         if (PageKmemcg(page))
2366                 __ClearPageKmemcg(page);
2367
2368         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2369 }
2370 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2371
2372 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2373
2374 /*
2375  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2376  * zone_lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2377  */
2378 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2379 {
2380         int i;
2381
2382         if (mem_cgroup_disabled())
2383                 return;
2384
2385         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2386                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2387
2388         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2389                        HPAGE_PMD_NR);
2390 }
2391 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2392
2393 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2394 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2395                                          bool charge)
2396 {
2397         int val = (charge) ? 1 : -1;
2398         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2399 }
2400
2401 /**
2402  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2403  * @entry: swap entry to be moved
2404  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2405  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2406  *
2407  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2408  * as the mem_cgroup's id of @from.
2409  *
2410  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2411  *
2412  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2413  * both res and memsw, and called css_get().
2414  */
2415 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2416                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2417 {
2418         unsigned short old_id, new_id;
2419
2420         old_id = mem_cgroup_id(from);
2421         new_id = mem_cgroup_id(to);
2422
2423         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2424                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2425                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2426                 return 0;
2427         }
2428         return -EINVAL;
2429 }
2430 #else
2431 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2432                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2433 {
2434         return -EINVAL;
2435 }
2436 #endif
2437
2438 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2439
2440 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2441                                    unsigned long limit)
2442 {
2443         unsigned long curusage;
2444         unsigned long oldusage;
2445         bool enlarge = false;
2446         int retry_count;
2447         int ret;
2448
2449         /*
2450          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2451          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2452          * of # of children which we should visit in this loop.
2453          */
2454         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2455                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2456
2457         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2458
2459         do {
2460                 if (signal_pending(current)) {
2461                         ret = -EINTR;
2462                         break;
2463                 }
2464
2465                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2466                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2467                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2468                         ret = -EINVAL;
2469                         break;
2470                 }
2471                 if (limit > memcg->memory.limit)
2472                         enlarge = true;
2473                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2474                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2475
2476                 if (!ret)
2477                         break;
2478
2479                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2480
2481                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2482                 /* Usage is reduced ? */
2483                 if (curusage >= oldusage)
2484                         retry_count--;
2485                 else
2486                         oldusage = curusage;
2487         } while (retry_count);
2488
2489         if (!ret && enlarge)
2490                 memcg_oom_recover(memcg);
2491
2492         return ret;
2493 }
2494
2495 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2496                                          unsigned long limit)
2497 {
2498         unsigned long curusage;
2499         unsigned long oldusage;
2500         bool enlarge = false;
2501         int retry_count;
2502         int ret;
2503
2504         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2505         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2506                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2507
2508         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2509
2510         do {
2511                 if (signal_pending(current)) {
2512                         ret = -EINTR;
2513                         break;
2514                 }
2515
2516                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2517                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2518                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2519                         ret = -EINVAL;
2520                         break;
2521                 }
2522                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2523                         enlarge = true;
2524                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2525                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2526
2527                 if (!ret)
2528                         break;
2529
2530                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2531
2532                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2533                 /* Usage is reduced ? */
2534                 if (curusage >= oldusage)
2535                         retry_count--;
2536                 else
2537                         oldusage = curusage;
2538         } while (retry_count);
2539
2540         if (!ret && enlarge)
2541                 memcg_oom_recover(memcg);
2542
2543         return ret;
2544 }
2545
2546 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2547                                             gfp_t gfp_mask,
2548                                             unsigned long *total_scanned)
2549 {
2550         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2551         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2552         unsigned long reclaimed;
2553         int loop = 0;
2554         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2555         unsigned long excess;
2556         unsigned long nr_scanned;
2557
2558         if (order > 0)
2559                 return 0;
2560
2561         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2562
2563         /*
2564          * Do not even bother to check the largest node if the root
2565          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2566          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2567          */
2568         if (RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2569                 return 0;
2570
2571         /*
2572          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2573          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2574          * pressure
2575          */
2576         do {
2577                 if (next_mz)
2578                         mz = next_mz;
2579                 else
2580                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2581                 if (!mz)
2582                         break;
2583
2584                 nr_scanned = 0;
2585                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2586                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2587                 nr_reclaimed += reclaimed;
2588                 *total_scanned += nr_scanned;
2589                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2590                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2591
2592                 /*
2593                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2594                  * it is time to move on to the next cgroup
2595                  */
2596                 next_mz = NULL;
2597                 if (!reclaimed)
2598                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2599
2600                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2601                 /*
2602                  * One school of thought says that we should not add
2603                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2604                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2605                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2606                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2607                  * term TODO.
2608                  */
2609                 /* If excess == 0, no tree ops */
2610                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2611                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2612                 css_put(&mz->memcg->css);
2613                 loop++;
2614                 /*
2615                  * Could not reclaim anything and there are no more
2616                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2617                  * reclaiming anything.
2618                  */
2619                 if (!nr_reclaimed &&
2620                         (next_mz == NULL ||
2621                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2622                         break;
2623         } while (!nr_reclaimed);
2624         if (next_mz)
2625                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2626         return nr_reclaimed;
2627 }
2628
2629 /*
2630  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2631  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2632  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2633  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2634  */
2635 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2636 {
2637         bool ret;
2638
2639         rcu_read_lock();
2640         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2641         rcu_read_unlock();
2642         return ret;
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2647  *
2648  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2649  */
2650 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2651 {
2652         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2653
2654         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2655         lru_add_drain_all();
2656         /* try to free all pages in this cgroup */
2657         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2658                 int progress;
2659
2660                 if (signal_pending(current))
2661                         return -EINTR;
2662
2663                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2664                                                         GFP_KERNEL, true);
2665                 if (!progress) {
2666                         nr_retries--;
2667                         /* maybe some writeback is necessary */
2668                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2669                 }
2670
2671         }
2672
2673         return 0;
2674 }
2675
2676 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2677                                             char *buf, size_t nbytes,
2678                                             loff_t off)
2679 {
2680         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2681
2682         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2683                 return -EINVAL;
2684         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2685 }
2686
2687 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2688                                      struct cftype *cft)
2689 {
2690         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2691 }
2692
2693 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2694                                       struct cftype *cft, u64 val)
2695 {
2696         int retval = 0;
2697         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2698         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2699
2700         if (memcg->use_hierarchy == val)
2701                 return 0;
2702
2703         /*
2704          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2705          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2706          * occur, provided the current cgroup has no children.
2707          *
2708          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2709          * set if there are no children.
2710          */
2711         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2712                                 (val == 1 || val == 0)) {
2713                 if (!memcg_has_children(memcg))
2714                         memcg->use_hierarchy = val;
2715                 else
2716                         retval = -EBUSY;
2717         } else
2718                 retval = -EINVAL;
2719
2720         return retval;
2721 }
2722
2723 static void tree_stat(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *stat)
2724 {
2725         struct mem_cgroup *iter;
2726         int i;
2727
2728         memset(stat, 0, sizeof(*stat) * MEMCG_NR_STAT);
2729
2730         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2731                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
2732                         stat[i] += mem_cgroup_read_stat(iter, i);
2733         }
2734 }
2735
2736 static void tree_events(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *events)
2737 {
2738         struct mem_cgroup *iter;
2739         int i;
2740
2741         memset(events, 0, sizeof(*events) * MEMCG_NR_EVENTS);
2742
2743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2744                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_EVENTS; i++)
2745                         events[i] += mem_cgroup_read_events(iter, i);
2746         }
2747 }
2748
2749 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2750 {
2751         unsigned long val = 0;
2752
2753         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2754                 struct mem_cgroup *iter;
2755
2756                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2757                         val += mem_cgroup_read_stat(iter,
2758                                         MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2759                         val += mem_cgroup_read_stat(iter,
2760                                         MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2761                         if (swap)
2762                                 val += mem_cgroup_read_stat(iter,
2763                                                 MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2764                 }
2765         } else {
2766                 if (!swap)
2767                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2768                 else
2769                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2770         }
2771         return val;
2772 }
2773
2774 enum {
2775         RES_USAGE,
2776         RES_LIMIT,
2777         RES_MAX_USAGE,
2778         RES_FAILCNT,
2779         RES_SOFT_LIMIT,
2780 };
2781
2782 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2783                                struct cftype *cft)
2784 {
2785         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2786         struct page_counter *counter;
2787
2788         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2789         case _MEM:
2790                 counter = &memcg->memory;
2791                 break;
2792         case _MEMSWAP:
2793                 counter = &memcg->memsw;
2794                 break;
2795         case _KMEM:
2796                 counter = &memcg->kmem;
2797                 break;
2798         case _TCP:
2799                 counter = &memcg->tcpmem;
2800                 break;
2801         default:
2802                 BUG();
2803         }
2804
2805         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2806         case RES_USAGE:
2807                 if (counter == &memcg->memory)
2808                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2809                 if (counter == &memcg->memsw)
2810                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2811                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2812         case RES_LIMIT:
2813                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2814         case RES_MAX_USAGE:
2815                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2816         case RES_FAILCNT:
2817                 return counter->failcnt;
2818         case RES_SOFT_LIMIT:
2819                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2820         default:
2821                 BUG();
2822         }
2823 }
2824
2825 #ifndef CONFIG_SLOB
2826 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2827 {
2828         int memcg_id;
2829
2830         if (cgroup_memory_nokmem)
2831                 return 0;
2832
2833         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2834         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2835
2836         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2837         if (memcg_id < 0)
2838                 return memcg_id;
2839
2840         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2841         /*
2842          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2843          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2844          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2845          * patched.
2846          */
2847         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2848         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2849
2850         return 0;
2851 }
2852
2853 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2854 {
2855         struct cgroup_subsys_state *css;
2856         struct mem_cgroup *parent, *child;
2857         int kmemcg_id;
2858
2859         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2860                 return;
2861         /*
2862          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2863          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2864          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2865          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2866          */
2867         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2868
2869         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2870
2871         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2872         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2873
2874         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2875         if (!parent)
2876                 parent = root_mem_cgroup;
2877
2878         /*
2879          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2880          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2881          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2882          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2883          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2884          * memcg_drain_all_list_lrus().
2885          */
2886         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
2887         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2888                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2889                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2890                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2891                 if (!memcg->use_hierarchy)
2892                         break;
2893         }
2894         rcu_read_unlock();
2895
2896         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2897
2898         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2899 }
2900
2901 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2902 {
2903         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2904         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2905                 memcg_offline_kmem(memcg);
2906
2907         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2908                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2909                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2910                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2911         }
2912 }
2913 #else
2914 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2915 {
2916         return 0;
2917 }
2918 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920 }
2921 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2922 {
2923 }
2924 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2925
2926 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2927                                    unsigned long limit)
2928 {
2929         int ret;
2930
2931         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2932         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2933         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2934         return ret;
2935 }
2936
2937 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2938 {
2939         int ret;
2940
2941         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2942
2943         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2944         if (ret)
2945                 goto out;
2946
2947         if (!memcg->tcpmem_active) {
2948                 /*
2949                  * The active flag needs to be written after the static_key
2950                  * update. This is what guarantees that the socket activation
2951                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
2952                  * for details, and note that we don't mark any socket as
2953                  * belonging to this memcg until that flag is up.
2954                  *
2955                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
2956                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
2957                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
2958                  * yet, we'll lose accounting.
2959                  *
2960                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
2961                  * because when this value change, the code to process it is not
2962                  * patched in yet.
2963                  */
2964                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
2965                 memcg->tcpmem_active = true;
2966         }
2967 out:
2968         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2969         return ret;
2970 }
2971
2972 /*
2973  * The user of this function is...
2974  * RES_LIMIT.
2975  */
2976 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2977                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2978 {
2979         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2980         unsigned long nr_pages;
2981         int ret;
2982
2983         buf = strstrip(buf);
2984         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
2985         if (ret)
2986                 return ret;
2987
2988         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
2989         case RES_LIMIT:
2990                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
2991                         ret = -EINVAL;
2992                         break;
2993                 }
2994                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
2995                 case _MEM:
2996                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
2997                         break;
2998                 case _MEMSWAP:
2999                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3000                         break;
3001                 case _KMEM:
3002                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3003                         break;
3004                 case _TCP:
3005                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3006                         break;
3007                 }
3008                 break;
3009         case RES_SOFT_LIMIT:
3010                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3011                 ret = 0;
3012                 break;
3013         }
3014         return ret ?: nbytes;
3015 }
3016
3017 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3018                                 size_t nbytes, loff_t off)
3019 {
3020         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3021         struct page_counter *counter;
3022
3023         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3024         case _MEM:
3025                 counter = &memcg->memory;
3026                 break;
3027         case _MEMSWAP:
3028                 counter = &memcg->memsw;
3029                 break;
3030         case _KMEM:
3031                 counter = &memcg->kmem;
3032                 break;
3033         case _TCP:
3034                 counter = &memcg->tcpmem;
3035                 break;
3036         default:
3037                 BUG();
3038         }
3039
3040         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3041         case RES_MAX_USAGE:
3042                 page_counter_reset_watermark(counter);
3043                 break;
3044         case RES_FAILCNT:
3045                 counter->failcnt = 0;
3046                 break;
3047         default:
3048                 BUG();
3049         }
3050
3051         return nbytes;
3052 }
3053
3054 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3055                                         struct cftype *cft)
3056 {
3057         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3058 }
3059
3060 #ifdef CONFIG_MMU
3061 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3062                                         struct cftype *cft, u64 val)
3063 {
3064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3065
3066         if (val & ~MOVE_MASK)
3067                 return -EINVAL;
3068
3069         /*
3070          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3071          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3072          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3073          * affect task migrations starting after the change.
3074          */
3075         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3076         return 0;
3077 }
3078 #else
3079 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3080                                         struct cftype *cft, u64 val)
3081 {
3082         return -ENOSYS;
3083 }
3084 #endif
3085
3086 #ifdef CONFIG_NUMA
3087 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3088 {
3089         struct numa_stat {
3090                 const char *name;
3091                 unsigned int lru_mask;
3092         };
3093
3094         static const struct numa_stat stats[] = {
3095                 { "total", LRU_ALL },
3096                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3097                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3098                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3099         };
3100         const struct numa_stat *stat;
3101         int nid;
3102         unsigned long nr;
3103         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3104
3105         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3106                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3107                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3108                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3109                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3110                                                           stat->lru_mask);
3111                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3112                 }
3113                 seq_putc(m, '\n');
3114         }
3115
3116         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3117                 struct mem_cgroup *iter;
3118
3119                 nr = 0;
3120                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3121                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3122                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3123                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3124                         nr = 0;
3125                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3126                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3127                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3128                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3129                 }
3130                 seq_putc(m, '\n');
3131         }
3132
3133         return 0;
3134 }
3135 #endif /* CONFIG_NUMA */
3136
3137 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3138 {
3139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3140         unsigned long memory, memsw;
3141         struct mem_cgroup *mi;
3142         unsigned int i;
3143
3144         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3145                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3146         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3147                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3148         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3149
3150         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3151                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3152                         continue;
3153                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3154                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3155         }
3156
3157         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3158                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3159                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3160
3161         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3162                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3163                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3164
3165         /* Hierarchical information */
3166         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3167         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3168                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3169                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3170         }
3171         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3172                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3173         if (do_memsw_account())
3174                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3175                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3176
3177         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3178                 unsigned long long val = 0;
3179
3180                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3181                         continue;
3182                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3183                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3184                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3185         }
3186
3187         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3188                 unsigned long long val = 0;
3189
3190                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3191                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3192                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3193                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3194         }
3195
3196         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3197                 unsigned long long val = 0;
3198
3199                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3200                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3201                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3202         }
3203
3204 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3205         {
3206                 pg_data_t *pgdat;
3207                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3208                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3209                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3210                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3211
3212                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3213                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3214                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3215
3216                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3217                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3218                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3219                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3220                 }
3221                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3222                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3223                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3224                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3225         }
3226 #endif
3227
3228         return 0;
3229 }
3230
3231 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3232                                       struct cftype *cft)
3233 {
3234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3235
3236         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3237 }
3238
3239 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3240                                        struct cftype *cft, u64 val)
3241 {
3242         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3243
3244         if (val > 100)
3245                 return -EINVAL;
3246
3247         if (css->parent)
3248                 memcg->swappiness = val;
3249         else
3250                 vm_swappiness = val;
3251
3252         return 0;
3253 }
3254
3255 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3256 {
3257         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3258         unsigned long usage;
3259         int i;
3260
3261         rcu_read_lock();
3262         if (!swap)
3263                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3264         else
3265                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3266
3267         if (!t)
3268                 goto unlock;
3269
3270         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3271
3272         /*
3273          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3274          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3275          * call of __mem_cgroup_threshold().
3276          */
3277         i = t->current_threshold;
3278
3279         /*
3280          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3281          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3282          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3283          * only one element of the array here.
3284          */
3285         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3286                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3287
3288         /* i = current_threshold + 1 */
3289         i++;
3290
3291         /*
3292          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3293          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3294          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3295          * only one element of the array here.
3296          */
3297         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3298                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3299
3300         /* Update current_threshold */
3301         t->current_threshold = i - 1;
3302 unlock:
3303         rcu_read_unlock();
3304 }
3305
3306 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3307 {
3308         while (memcg) {
3309                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3310                 if (do_memsw_account())
3311                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3312
3313                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3314         }
3315 }
3316
3317 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3318 {
3319         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3320         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3321
3322         if (_a->threshold > _b->threshold)
3323                 return 1;
3324
3325         if (_a->threshold < _b->threshold)
3326                 return -1;
3327
3328         return 0;
3329 }
3330
3331 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3332 {
3333         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3334
3335         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3336
3337         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3338                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3339
3340         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3341         return 0;
3342 }
3343
3344 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3345 {
3346         struct mem_cgroup *iter;
3347
3348         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3349                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3350 }
3351
3352 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3353         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3354 {
3355         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3356         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3357         unsigned long threshold;
3358         unsigned long usage;
3359         int i, size, ret;
3360
3361         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3362         if (ret)
3363                 return ret;
3364
3365         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3366
3367         if (type == _MEM) {
3368                 thresholds = &memcg->thresholds;
3369                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3370         } else if (type == _MEMSWAP) {
3371                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3372                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3373         } else
3374                 BUG();
3375
3376         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3377         if (thresholds->primary)
3378                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3379
3380         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3381
3382         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3383         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3384                         GFP_KERNEL);
3385         if (!new) {
3386                 ret = -ENOMEM;
3387                 goto unlock;
3388         }
3389         new->size = size;
3390
3391         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3392         if (thresholds->primary) {
3393                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3394                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3395         }
3396
3397         /* Add new threshold */
3398         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3399         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3400
3401         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3402         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3403                         compare_thresholds, NULL);
3404
3405         /* Find current threshold */
3406         new->current_threshold = -1;
3407         for (i = 0; i < size; i++) {
3408                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3409                         /*
3410                          * new->current_threshold will not be used until
3411                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3412                          * it here.
3413                          */
3414                         ++new->current_threshold;
3415                 } else
3416                         break;
3417         }
3418
3419         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3420         kfree(thresholds->spare);
3421         thresholds->spare = thresholds->primary;
3422
3423         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3424
3425         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3426         synchronize_rcu();
3427
3428 unlock:
3429         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3430
3431         return ret;
3432 }
3433
3434 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3435         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3436 {
3437         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3438 }
3439
3440 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3441         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3442 {
3443         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3444 }
3445
3446 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3447         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3448 {
3449         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3450         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3451         unsigned long usage;
3452         int i, j, size;
3453
3454         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3455
3456         if (type == _MEM) {
3457                 thresholds = &memcg->thresholds;
3458                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3459         } else if (type == _MEMSWAP) {
3460                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3461                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3462         } else
3463                 BUG();
3464
3465         if (!thresholds->primary)
3466                 goto unlock;
3467
3468         /* Check if a threshold crossed before removing */
3469         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3470
3471         /* Calculate new number of threshold */
3472         size = 0;
3473         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3474                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3475                         size++;
3476         }
3477
3478         new = thresholds->spare;
3479
3480         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3481         if (!size) {
3482                 kfree(new);
3483                 new = NULL;
3484                 goto swap_buffers;
3485         }
3486
3487         new->size = size;
3488
3489         /* Copy thresholds and find current threshold */
3490         new->current_threshold = -1;
3491         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3492                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3493                         continue;
3494
3495                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3496                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3497                         /*
3498                          * new->current_threshold will not be used
3499                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3500                          * it here.
3501                          */
3502                         ++new->current_threshold;
3503                 }
3504                 j++;
3505         }
3506
3507 swap_buffers:
3508         /* Swap primary and spare array */
3509         thresholds->spare = thresholds->primary;
3510
3511         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3512
3513         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3514         synchronize_rcu();
3515
3516         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3517         if (!new) {
3518                 kfree(thresholds->spare);
3519                 thresholds->spare = NULL;
3520         }
3521 unlock:
3522         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3523 }
3524
3525 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3526         struct eventfd_ctx *eventfd)
3527 {
3528         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3529 }
3530
3531 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3532         struct eventfd_ctx *eventfd)
3533 {
3534         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3535 }
3536
3537 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3538         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3539 {
3540         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3541
3542         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3543         if (!event)
3544                 return -ENOMEM;
3545
3546         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3547
3548         event->eventfd = eventfd;
3549         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3550
3551         /* already in OOM ? */
3552         if (memcg->under_oom)
3553                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3554         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3555
3556         return 0;
3557 }
3558
3559 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3560         struct eventfd_ctx *eventfd)
3561 {
3562         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3563
3564         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3565
3566         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3567                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3568                         list_del(&ev->list);
3569                         kfree(ev);
3570                 }
3571         }
3572
3573         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3574 }
3575
3576 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3577 {
3578         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3579
3580         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3581         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3582         return 0;
3583 }
3584
3585 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3586         struct cftype *cft, u64 val)
3587 {
3588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3589
3590         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3591         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3592                 return -EINVAL;
3593
3594         memcg->oom_kill_disable = val;
3595         if (!val)
3596                 memcg_oom_recover(memcg);
3597
3598         return 0;
3599 }
3600
3601 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3602
3603 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3604 {
3605         return &memcg->cgwb_list;
3606 }
3607
3608 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3609 {
3610         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3611 }
3612
3613 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3614 {
3615         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3616 }
3617
3618 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3619 {
3620         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3621 }
3622
3623 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3624 {
3625         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3626
3627         if (!memcg->css.parent)
3628                 return NULL;
3629
3630         return &memcg->cgwb_domain;
3631 }
3632
3633 /**
3634  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3635  * @wb: bdi_writeback in question
3636  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3637  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3638  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3639  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3640  *
3641  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3642  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3643  * is a bit more involved.
3644  *
3645  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3646  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3647  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3648  * available memory in the system.  The caller should further cap
3649  * *@pheadroom accordingly.
3650  */
3651 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3652                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3653                          unsigned long *pwriteback)
3654 {
3655         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3656         struct mem_cgroup *parent;
3657
3658         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3659
3660         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3661         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3662         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3663                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3664         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3665
3666         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3667                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3668                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3669
3670                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3671                 memcg = parent;
3672         }
3673 }
3674
3675 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3676
3677 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3678 {
3679         return 0;
3680 }
3681
3682 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3683 {
3684 }
3685
3686 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3687 {
3688 }
3689
3690 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3691
3692 /*
3693  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3694  *
3695  * "cgroup.event_control" implementation.
3696  *
3697  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3698  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3699  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3700  *
3701  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3702  * possible.
3703  */
3704
3705 /*
3706  * Unregister event and free resources.
3707  *
3708  * Gets called from workqueue.
3709  */
3710 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3711 {
3712         struct mem_cgroup_event *event =
3713                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3714         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3715
3716         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3717
3718         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3719
3720         /* Notify userspace the event is going away. */
3721         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3722
3723         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3724         kfree(event);
3725         css_put(&memcg->css);
3726 }
3727
3728 /*
3729  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3730  *
3731  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3732  */
3733 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3734                             int sync, void *key)
3735 {
3736         struct mem_cgroup_event *event =
3737                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3738         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3739         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3740
3741         if (flags & POLLHUP) {
3742                 /*
3743                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3744                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3745                  * for us.
3746                  *
3747                  * We can't race against event freeing since the other
3748                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3749                  * which we hold.
3750                  */
3751                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3752                 if (!list_empty(&event->list)) {
3753                         list_del_init(&event->list);
3754                         /*
3755                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3756                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3757                          */
3758                         schedule_work(&event->remove);
3759                 }
3760                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3761         }
3762
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3767                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3768 {
3769         struct mem_cgroup_event *event =
3770                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3771
3772         event->wqh = wqh;
3773         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3774 }
3775
3776 /*
3777  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3778  *
3779  * Parse input and register new cgroup event handler.
3780  *
3781  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3782  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3783  */
3784 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3785                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3786 {
3787         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3789         struct mem_cgroup_event *event;
3790         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3791         unsigned int efd, cfd;
3792         struct fd efile;
3793         struct fd cfile;
3794         const char *name;
3795         char *endp;
3796         int ret;
3797
3798         buf = strstrip(buf);
3799
3800         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3801         if (*endp != ' ')
3802                 return -EINVAL;
3803         buf = endp + 1;
3804
3805         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3806         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3807                 return -EINVAL;
3808         buf = endp + 1;
3809
3810         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3811         if (!event)
3812                 return -ENOMEM;
3813
3814         event->memcg = memcg;
3815         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3816         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3817         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3818         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3819
3820         efile = fdget(efd);
3821         if (!efile.file) {
3822                 ret = -EBADF;
3823                 goto out_kfree;
3824         }
3825
3826         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3827         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3828                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3829                 goto out_put_efile;
3830         }
3831
3832         cfile = fdget(cfd);
3833         if (!cfile.file) {
3834                 ret = -EBADF;
3835                 goto out_put_eventfd;
3836         }
3837
3838         /* the process need read permission on control file */
3839         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3840         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3841         if (ret < 0)
3842                 goto out_put_cfile;
3843
3844         /*
3845          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3846          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3847          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3848          * is for compatibility anyway.
3849          *
3850          * DO NOT ADD NEW FILES.
3851          */
3852         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3853
3854         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3855                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3856                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3857         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3858                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3859                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3860         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3861                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3862                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3863         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3864                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3865                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3866         } else {
3867                 ret = -EINVAL;
3868                 goto out_put_cfile;
3869         }
3870
3871         /*
3872          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3873          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3874          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3875          */
3876         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3877                                                &memory_cgrp_subsys);
3878         ret = -EINVAL;
3879         if (IS_ERR(cfile_css))
3880                 goto out_put_cfile;
3881         if (cfile_css != css) {
3882                 css_put(cfile_css);
3883                 goto out_put_cfile;
3884         }
3885
3886         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3887         if (ret)
3888                 goto out_put_css;
3889
3890         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3891
3892         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3893         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3894         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3895
3896         fdput(cfile);
3897         fdput(efile);
3898
3899         return nbytes;
3900
3901 out_put_css:
3902         css_put(css);
3903 out_put_cfile:
3904         fdput(cfile);
3905 out_put_eventfd:
3906         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3907 out_put_efile:
3908         fdput(efile);
3909 out_kfree:
3910         kfree(event);
3911
3912         return ret;
3913 }
3914
3915 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3916         {
3917                 .name = "usage_in_bytes",
3918                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3919                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3920         },
3921         {
3922                 .name = "max_usage_in_bytes",
3923                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3924                 .write = mem_cgroup_reset,
3925                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3926         },
3927         {
3928                 .name = "limit_in_bytes",
3929                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3930                 .write = mem_cgroup_write,
3931                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3932         },
3933         {
3934                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3935                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3936                 .write = mem_cgroup_write,
3937                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3938         },
3939         {
3940                 .name = "failcnt",
3941                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3942                 .write = mem_cgroup_reset,
3943                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3944         },
3945         {
3946                 .name = "stat",
3947                 .seq_show = memcg_stat_show,
3948         },
3949         {
3950                 .name = "force_empty",
3951                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
3952         },
3953         {
3954                 .name = "use_hierarchy",
3955                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
3956                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
3957         },
3958         {
3959                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
3960                 .write = memcg_write_event_control,
3961                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
3962         },
3963         {
3964                 .name = "swappiness",
3965                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
3966                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
3967         },
3968         {
3969                 .name = "move_charge_at_immigrate",
3970                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
3971                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
3972         },
3973         {
3974                 .name = "oom_control",
3975                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
3976                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
3977                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
3978         },
3979         {
3980                 .name = "pressure_level",
3981         },
3982 #ifdef CONFIG_NUMA
3983         {
3984                 .name = "numa_stat",
3985                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
3986         },
3987 #endif
3988         {
3989                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
3990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
3991                 .write = mem_cgroup_write,
3992                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3993         },
3994         {
3995                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
3996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
3997                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3998         },
3999         {
4000                 .name = "kmem.failcnt",
4001                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4002                 .write = mem_cgroup_reset,
4003                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4004         },
4005         {
4006                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4007                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4008                 .write = mem_cgroup_reset,
4009                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4010         },
4011 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4012         {
4013                 .name = "kmem.slabinfo",
4014                 .seq_start = slab_start,
4015                 .seq_next = slab_next,
4016                 .seq_stop = slab_stop,
4017                 .seq_show = memcg_slab_show,
4018         },
4019 #endif
4020         {
4021                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4022                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4023                 .write = mem_cgroup_write,
4024                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4025         },
4026         {
4027                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4028                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4030         },
4031         {
4032                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4034                 .write = mem_cgroup_reset,
4035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4036         },
4037         {
4038                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4040                 .write = mem_cgroup_reset,
4041                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4042         },
4043         { },    /* terminate */
4044 };
4045
4046 /*
4047  * Private memory cgroup IDR
4048  *
4049  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4050  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4051  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4052  * memory-controlled cgroups to 64k.
4053  *
4054  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4055  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4056  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4057  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4058  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4059  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4060  *
4061  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4062  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4063  * when the CSS is offlined.
4064  *
4065  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4066  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4067  * those references are manageable from userspace.
4068  */
4069
4070 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4071
4072 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4073 {
4074         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) <= 0);
4075         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4076 }
4077
4078 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4079 {
4080         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) < n);
4081         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4082                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4083                 memcg->id.id = 0;
4084
4085                 /* Memcg ID pins CSS */
4086                 css_put(&memcg->css);
4087         }
4088 }
4089
4090 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4091 {
4092         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4093 }
4094
4095 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4096 {
4097         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4098 }
4099
4100 /**
4101  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4102  * @id: the memcg id to look up
4103  *
4104  * Caller must hold rcu_read_lock().
4105  */
4106 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4107 {
4108         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4109         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4110 }
4111
4112 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4113 {
4114         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4115         int tmp = node;
4116         /*
4117          * This routine is called against possible nodes.
4118          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4119          *
4120          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4121          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4122          *       function.
4123          */
4124         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4125                 tmp = -1;
4126         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4127         if (!pn)
4128                 return 1;
4129
4130         lruvec_init(&pn->lruvec);
4131         pn->usage_in_excess = 0;
4132         pn->on_tree = false;
4133         pn->memcg = memcg;
4134
4135         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4136         return 0;
4137 }
4138
4139 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4140 {
4141         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4142 }
4143
4144 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4145 {
4146         int node;
4147
4148         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4149         for_each_node(node)
4150                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4151         free_percpu(memcg->stat);
4152         kfree(memcg);
4153 }
4154
4155 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4156 {
4157         struct mem_cgroup *memcg;
4158         size_t size;
4159         int node;
4160
4161         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4162         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4163
4164         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4165         if (!memcg)
4166                 return NULL;
4167
4168         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4169                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4170                                  GFP_KERNEL);
4171         if (memcg->id.id < 0)
4172                 goto fail;
4173
4174         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4175         if (!memcg->stat)
4176                 goto fail;
4177
4178         for_each_node(node)
4179                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4180                         goto fail;
4181
4182         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4183                 goto fail;
4184
4185         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4186         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4187         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4188         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4189         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4190         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4191         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4192         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4193         memcg->socket_pressure = jiffies;
4194 #ifndef CONFIG_SLOB
4195         memcg->kmemcg_id = -1;
4196 #endif
4197 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4198         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4199 #endif
4200         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4201         return memcg;
4202 fail:
4203         if (memcg->id.id > 0)
4204                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4205         mem_cgroup_free(memcg);
4206         return NULL;
4207 }
4208
4209 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4210 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4211 {
4212         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4213         struct mem_cgroup *memcg;
4214         long error = -ENOMEM;
4215
4216         memcg = mem_cgroup_alloc();
4217         if (!memcg)
4218                 return ERR_PTR(error);
4219
4220         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4221         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4222         if (parent) {
4223                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4224                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4225         }
4226         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4227                 memcg->use_hierarchy = true;
4228                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4229                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4230                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4231                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4232                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4233         } else {
4234                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4235                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4236                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4237                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4238                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4239                 /*
4240                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4241                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4242                  * unfortunate state in our controller.
4243                  */
4244                 if (parent != root_mem_cgroup)
4245                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4246         }
4247
4248         /* The following stuff does not apply to the root */
4249         if (!parent) {
4250                 root_mem_cgroup = memcg;
4251                 return &memcg->css;
4252         }
4253
4254         error = memcg_online_kmem(memcg);
4255         if (error)
4256                 goto fail;
4257
4258         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4259                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4260
4261         return &memcg->css;
4262 fail:
4263         mem_cgroup_free(memcg);
4264         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4265 }
4266
4267 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4268 {
4269         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4270
4271         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4272         atomic_set(&memcg->id.ref, 1);
4273         css_get(css);
4274         return 0;
4275 }
4276
4277 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4278 {
4279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4280         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4281
4282         /*
4283          * Unregister events and notify userspace.
4284          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4285          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4286          */
4287         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4288         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4289                 list_del_init(&event->list);
4290                 schedule_work(&event->remove);
4291         }
4292         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4293
4294         memcg_offline_kmem(memcg);
4295         wb_memcg_offline(memcg);
4296
4297         mem_cgroup_id_put(memcg);
4298 }
4299
4300 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4301 {
4302         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4303
4304         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4305 }
4306
4307 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4308 {
4309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4310
4311         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4312                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4313
4314         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4315                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4316
4317         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4318         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4319         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4320         memcg_free_kmem(memcg);
4321         mem_cgroup_free(memcg);
4322 }
4323
4324 /**
4325  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4326  * @css: the target css
4327  *
4328  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4329  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4330  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4331  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4332  * made visible again.
4333  *
4334  * The current implementation only resets the essential configurations.
4335  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4336  */
4337 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4338 {
4339         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4340
4341         page_counter_limit(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4342         page_counter_limit(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4343         page_counter_limit(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4344         page_counter_limit(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4345         page_counter_limit(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4346         memcg->low = 0;
4347         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4348         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4349         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4350 }
4351
4352 #ifdef CONFIG_MMU
4353 /* Handlers for move charge at task migration. */
4354 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4355 {
4356         int ret;
4357
4358         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4359         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4360         if (!ret) {
4361                 mc.precharge += count;
4362                 return ret;
4363         }
4364
4365         /* Try charges one by one with reclaim */
4366         while (count--) {
4367                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4368                 if (ret)
4369                         return ret;
4370                 mc.precharge++;
4371                 cond_resched();
4372         }
4373         return 0;
4374 }
4375
4376 union mc_target {
4377         struct page     *page;
4378         swp_entry_t     ent;
4379 };
4380
4381 enum mc_target_type {
4382         MC_TARGET_NONE = 0,
4383         MC_TARGET_PAGE,
4384         MC_TARGET_SWAP,
4385 };
4386
4387 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4388                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4389 {
4390         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4391
4392         if (!page || !page_mapped(page))
4393                 return NULL;
4394         if (PageAnon(page)) {
4395                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4396                         return NULL;
4397         } else {
4398                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4399                         return NULL;
4400         }
4401         if (!get_page_unless_zero(page))
4402                 return NULL;
4403
4404         return page;
4405 }
4406
4407 #ifdef CONFIG_SWAP
4408 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4409                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4410 {
4411         struct page *page = NULL;
4412         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4413
4414         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4415                 return NULL;
4416         /*
4417          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4418          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4419          */
4420         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4421         if (do_memsw_account())
4422                 entry->val = ent.val;
4423
4424         return page;
4425 }
4426 #else
4427 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4428                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4429 {
4430         return NULL;
4431 }
4432 #endif
4433
4434 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4435                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4436 {
4437         struct page *page = NULL;
4438         struct address_space *mapping;
4439         pgoff_t pgoff;
4440
4441         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4442                 return NULL;
4443         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4444                 return NULL;
4445
4446         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4447         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4448
4449         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4450 #ifdef CONFIG_SWAP
4451         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4452         if (shmem_mapping(mapping)) {
4453                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4454                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4455                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4456                         if (do_memsw_account())
4457                                 *entry = swp;
4458                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4459                                              swp_offset(swp));
4460                 }
4461         } else
4462                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4463 #else
4464         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4465 #endif
4466         return page;
4467 }
4468
4469 /**
4470  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4471  * @page: the page
4472  * @compound: charge the page as compound or small page
4473  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4474  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4475  *
4476  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4477  *
4478  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4479  * from old cgroup.
4480  */
4481 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4482                                    bool compound,
4483                                    struct mem_cgroup *from,
4484                                    struct mem_cgroup *to)
4485 {
4486         unsigned long flags;
4487         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4488         int ret;
4489         bool anon;
4490
4491         VM_BUG_ON(from == to);
4492         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4493         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4494
4495         /*
4496          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4497          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4498          */
4499         ret = -EBUSY;
4500         if (!trylock_page(page))
4501                 goto out;
4502
4503         ret = -EINVAL;
4504         if (page->mem_cgroup != from)
4505                 goto out_unlock;
4506
4507         anon = PageAnon(page);
4508
4509         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4510
4511         if (!anon && page_mapped(page)) {
4512                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4513                                nr_pages);
4514                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4515                                nr_pages);
4516         }
4517
4518         /*
4519          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4520          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4521          * So mapping should be stable for dirty pages.
4522          */
4523         if (!anon && PageDirty(page)) {
4524                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4525
4526                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4527                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4528                                        nr_pages);
4529                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4530                                        nr_pages);
4531                 }
4532         }
4533
4534         if (PageWriteback(page)) {
4535                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4536                                nr_pages);
4537                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4538                                nr_pages);
4539         }
4540
4541         /*
4542          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4543          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4544          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4545          */
4546
4547         /* caller should have done css_get */
4548         page->mem_cgroup = to;
4549         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4550
4551         ret = 0;
4552
4553         local_irq_disable();
4554         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4555         memcg_check_events(to, page);
4556         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4557         memcg_check_events(from, page);
4558         local_irq_enable();
4559 out_unlock:
4560         unlock_page(page);
4561 out:
4562         return ret;
4563 }
4564
4565 /**
4566  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4567  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4568  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4569  * @ptent: the pte to be checked
4570  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4571  *
4572  * Returns
4573  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4574  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4575  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4576  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4577  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4578  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4579  *     in target->ent.
4580  *
4581  * Called with pte lock held.
4582  */
4583
4584 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4585                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4586 {
4587         struct page *page = NULL;
4588         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4589         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4590
4591         if (pte_present(ptent))
4592                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4593         else if (is_swap_pte(ptent))
4594                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
4595         else if (pte_none(ptent))
4596                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4597
4598         if (!page && !ent.val)
4599                 return ret;
4600         if (page) {
4601                 /*
4602                  * Do only loose check w/o serialization.
4603                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4604                  * not under LRU exclusion.
4605                  */
4606                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4607                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4608                         if (target)
4609                                 target->page = page;
4610                 }
4611                 if (!ret || !target)
4612                         put_page(page);
4613         }
4614         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4615         if (ent.val && !ret &&
4616             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4617                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4618                 if (target)
4619                         target->ent = ent;
4620         }
4621         return ret;
4622 }
4623
4624 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4625 /*
4626  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4627  * support them for now.
4628  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4629  */
4630 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4631                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4632 {
4633         struct page *page = NULL;
4634         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4635
4636         page = pmd_page(pmd);
4637         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4638         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4639                 return ret;
4640         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4641                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4642                 if (target) {
4643                         get_page(page);
4644                         target->page = page;
4645                 }
4646         }
4647         return ret;
4648 }
4649 #else
4650 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4651                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4652 {
4653         return MC_TARGET_NONE;
4654 }
4655 #endif
4656
4657 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4658                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4659                                         struct mm_walk *walk)
4660 {
4661         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4662         pte_t *pte;
4663         spinlock_t *ptl;
4664
4665         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4666         if (ptl) {
4667                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4668                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4669                 spin_unlock(ptl);
4670                 return 0;
4671         }
4672
4673         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4674                 return 0;
4675         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4676         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4677                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4678                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4679         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4680         cond_resched();
4681
4682         return 0;
4683 }
4684
4685 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4686 {
4687         unsigned long precharge;
4688
4689         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4690                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4691                 .mm = mm,
4692         };
4693         down_read(&mm->mmap_sem);
4694         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
4695                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4696         up_read(&mm->mmap_sem);
4697
4698         precharge = mc.precharge;
4699         mc.precharge = 0;
4700
4701         return precharge;
4702 }
4703
4704 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4705 {
4706         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4707
4708         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4709         mc.moving_task = current;
4710         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4711 }
4712
4713 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4714 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4715 {
4716         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4717         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4718
4719         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4720         if (mc.precharge) {
4721                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4722                 mc.precharge = 0;
4723         }
4724         /*
4725          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4726          * we must uncharge here.
4727          */
4728         if (mc.moved_charge) {
4729                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4730                 mc.moved_charge = 0;
4731         }
4732         /* we must fixup refcnts and charges */
4733         if (mc.moved_swap) {
4734                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4735                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4736                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4737
4738                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4739
4740                 /*
4741                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4742                  * should uncharge to->memory.
4743                  */
4744                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4745                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4746
4747                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
4748                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4749
4750                 mc.moved_swap = 0;
4751         }
4752         memcg_oom_recover(from);
4753         memcg_oom_recover(to);
4754         wake_up_all(&mc.waitq);
4755 }
4756
4757 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4758 {
4759         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4760
4761         /*
4762          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4763          * task migration.
4764          */
4765         mc.moving_task = NULL;
4766         __mem_cgroup_clear_mc();
4767         spin_lock(&mc.lock);
4768         mc.from = NULL;
4769         mc.to = NULL;
4770         mc.mm = NULL;
4771         spin_unlock(&mc.lock);
4772
4773         mmput(mm);
4774 }
4775
4776 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4777 {
4778         struct cgroup_subsys_state *css;
4779         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4780         struct mem_cgroup *from;
4781         struct task_struct *leader, *p;
4782         struct mm_struct *mm;
4783         unsigned long move_flags;
4784         int ret = 0;
4785
4786         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4787         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4788                 return 0;
4789
4790         /*
4791          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4792          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4793          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4794          * multiple.
4795          */
4796         p = NULL;
4797         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4798                 WARN_ON_ONCE(p);
4799                 p = leader;
4800                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4801         }
4802         if (!p)
4803                 return 0;
4804
4805         /*
4806          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4807          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4808          * So we need to save it, and keep it going.
4809          */
4810         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4811         if (!move_flags)
4812                 return 0;
4813
4814         from = mem_cgroup_from_task(p);
4815
4816         VM_BUG_ON(from == memcg);
4817
4818         mm = get_task_mm(p);
4819         if (!mm)
4820                 return 0;
4821         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4822         if (mm->owner == p) {
4823                 VM_BUG_ON(mc.from);
4824                 VM_BUG_ON(mc.to);
4825                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4826                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4827                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4828
4829                 spin_lock(&mc.lock);
4830                 mc.mm = mm;
4831                 mc.from = from;
4832                 mc.to = memcg;
4833                 mc.flags = move_flags;
4834                 spin_unlock(&mc.lock);
4835                 /* We set mc.moving_task later */
4836
4837                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4838                 if (ret)
4839                         mem_cgroup_clear_mc();
4840         } else {
4841                 mmput(mm);
4842         }
4843         return ret;
4844 }
4845
4846 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4847 {
4848         if (mc.to)
4849                 mem_cgroup_clear_mc();
4850 }
4851
4852 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4853                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4854                                 struct mm_walk *walk)
4855 {
4856         int ret = 0;
4857         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4858         pte_t *pte;
4859         spinlock_t *ptl;
4860         enum mc_target_type target_type;
4861         union mc_target target;
4862         struct page *page;
4863
4864         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4865         if (ptl) {
4866                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4867                         spin_unlock(ptl);
4868                         return 0;
4869                 }
4870                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4871                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4872                         page = target.page;
4873                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4874                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4875                                                              mc.from, mc.to)) {
4876                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4877                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4878                                 }
4879                                 putback_lru_page(page);
4880                         }
4881                         put_page(page);
4882                 }
4883                 spin_unlock(ptl);
4884                 return 0;
4885         }
4886
4887         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4888                 return 0;
4889 retry:
4890         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4891         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4892                 pte_t ptent = *(pte++);
4893                 swp_entry_t ent;
4894
4895                 if (!mc.precharge)
4896                         break;
4897
4898                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4899                 case MC_TARGET_PAGE:
4900                         page = target.page;
4901                         /*
4902                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4903                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4904                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4905                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4906                          */
4907                         if (PageTransCompound(page))
4908                                 goto put;
4909                         if (isolate_lru_page(page))
4910                                 goto put;
4911                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4912                                                 mc.from, mc.to)) {
4913                                 mc.precharge--;
4914                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4915                                 mc.moved_charge++;
4916                         }
4917                         putback_lru_page(page);
4918 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4919                         put_page(page);
4920                         break;
4921                 case MC_TARGET_SWAP:
4922                         ent = target.ent;
4923                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4924                                 mc.precharge--;
4925                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4926                                 mc.moved_swap++;
4927                         }
4928                         break;
4929                 default:
4930                         break;
4931                 }
4932         }
4933         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4934         cond_resched();
4935
4936         if (addr != end) {
4937                 /*
4938                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4939                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4940                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4941                  * phase.
4942                  */
4943                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4944                 if (!ret)
4945                         goto retry;
4946         }
4947
4948         return ret;
4949 }
4950
4951 static void mem_cgroup_move_charge(void)
4952 {
4953         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4954                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4955                 .mm = mc.mm,
4956         };
4957
4958         lru_add_drain_all();
4959         /*
4960          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
4961          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
4962          * for already started RCU-only updates to finish.
4963          */
4964         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4965         synchronize_rcu();
4966 retry:
4967         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
4968                 /*
4969                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4970                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4971                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4972                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4973                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4974                  */
4975                 __mem_cgroup_clear_mc();
4976                 cond_resched();
4977                 goto retry;
4978         }
4979         /*
4980          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4981          * additional charge, the page walk just aborts.
4982          */
4983         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4984
4985         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
4986         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
4987 }
4988
4989 static void mem_cgroup_move_task(void)
4990 {
4991         if (mc.to) {
4992                 mem_cgroup_move_charge();
4993                 mem_cgroup_clear_mc();
4994         }
4995 }
4996 #else   /* !CONFIG_MMU */
4997 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4998 {
4999         return 0;
5000 }
5001 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5002 {
5003 }
5004 static void mem_cgroup_move_task(void)
5005 {
5006 }
5007 #endif
5008
5009 /*
5010  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5011  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5012  * attempt.
5013  */
5014 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5015 {
5016         /*
5017          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5018          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5019          * on for the root memcg is enough.
5020          */
5021         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5022                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5023         else
5024                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5025 }
5026
5027 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5028                                struct cftype *cft)
5029 {
5030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5031
5032         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5033 }
5034
5035 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5036 {
5037         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5038         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5039
5040         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5041                 seq_puts(m, "max\n");
5042         else
5043                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5044
5045         return 0;
5046 }
5047
5048 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5049                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5050 {
5051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5052         unsigned long low;
5053         int err;
5054
5055         buf = strstrip(buf);
5056         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5057         if (err)
5058                 return err;
5059
5060         memcg->low = low;
5061
5062         return nbytes;
5063 }
5064
5065 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5066 {
5067         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5068         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5069
5070         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5071                 seq_puts(m, "max\n");
5072         else
5073                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5074
5075         return 0;
5076 }
5077
5078 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5079                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5080 {
5081         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5082         unsigned long nr_pages;
5083         unsigned long high;
5084         int err;
5085
5086         buf = strstrip(buf);
5087         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5088         if (err)
5089                 return err;
5090
5091         memcg->high = high;
5092
5093         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5094         if (nr_pages > high)
5095                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5096                                              GFP_KERNEL, true);
5097
5098         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5099         return nbytes;
5100 }
5101
5102 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5103 {
5104         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5105         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5106
5107         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5108                 seq_puts(m, "max\n");
5109         else
5110                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5111
5112         return 0;
5113 }
5114
5115 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5116                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5117 {
5118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5119         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5120         bool drained = false;
5121         unsigned long max;
5122         int err;
5123
5124         buf = strstrip(buf);
5125         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5126         if (err)
5127                 return err;
5128
5129         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5130
5131         for (;;) {
5132                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5133
5134                 if (nr_pages <= max)
5135                         break;
5136
5137                 if (signal_pending(current)) {
5138                         err = -EINTR;
5139                         break;
5140                 }
5141
5142                 if (!drained) {
5143                         drain_all_stock(memcg);
5144                         drained = true;
5145                         continue;
5146                 }
5147
5148                 if (nr_reclaims) {
5149                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5150                                                           GFP_KERNEL, true))
5151                                 nr_reclaims--;
5152                         continue;
5153                 }
5154
5155                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5156                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5157                         break;
5158         }
5159
5160         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5161         return nbytes;
5162 }
5163
5164 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5165 {
5166         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5167
5168         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5169         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5170         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5171         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5172
5173         return 0;
5174 }
5175
5176 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5177 {
5178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5179         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT];
5180         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
5181         int i;
5182
5183         /*
5184          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5185          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5186          *
5187          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5188          * 1) generic big picture -> specifics and details
5189          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5190          *
5191          * Current memory state:
5192          */
5193
5194         tree_stat(memcg, stat);
5195         tree_events(memcg, events);
5196
5197         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5198                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_RSS] * PAGE_SIZE);
5199         seq_printf(m, "file %llu\n",
5200                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_CACHE] * PAGE_SIZE);
5201         seq_printf(m, "kernel_stack %llu\n",
5202                    (u64)stat[MEMCG_KERNEL_STACK_KB] * 1024);
5203         seq_printf(m, "slab %llu\n",
5204                    (u64)(stat[MEMCG_SLAB_RECLAIMABLE] +
5205                          stat[MEMCG_SLAB_UNRECLAIMABLE]) * PAGE_SIZE);
5206         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5207                    (u64)stat[MEMCG_SOCK] * PAGE_SIZE);
5208
5209         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5210                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED] * PAGE_SIZE);
5211         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5212                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY] * PAGE_SIZE);
5213         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5214                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK] * PAGE_SIZE);
5215
5216         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5217                 struct mem_cgroup *mi;
5218                 unsigned long val = 0;
5219
5220                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5221                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
5222                 seq_printf(m, "%s %llu\n",
5223                            mem_cgroup_lru_names[i], (u64)val * PAGE_SIZE);
5224         }
5225
5226         seq_printf(m, "slab_reclaimable %llu\n",
5227                    (u64)stat[MEMCG_SLAB_RECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5228         seq_printf(m, "slab_unreclaimable %llu\n",
5229                    (u64)stat[MEMCG_SLAB_UNRECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5230
5231         /* Accumulated memory events */
5232
5233         seq_printf(m, "pgfault %lu\n",
5234                    events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
5235         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n",
5236                    events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
5237
5238         return 0;
5239 }
5240
5241 static struct cftype memory_files[] = {
5242         {
5243                 .name = "current",
5244                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5245                 .read_u64 = memory_current_read,
5246         },
5247         {
5248                 .name = "low",
5249                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5250                 .seq_show = memory_low_show,
5251                 .write = memory_low_write,
5252         },
5253         {
5254                 .name = "high",
5255                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5256                 .seq_show = memory_high_show,
5257                 .write = memory_high_write,
5258         },
5259         {
5260                 .name = "max",
5261                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5262                 .seq_show = memory_max_show,
5263                 .write = memory_max_write,
5264         },
5265         {
5266                 .name = "events",
5267                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5268                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5269                 .seq_show = memory_events_show,
5270         },
5271         {
5272                 .name = "stat",
5273                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5274                 .seq_show = memory_stat_show,
5275         },
5276         { }     /* terminate */
5277 };
5278
5279 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5280         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5281         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5282         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5283         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5284         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5285         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5286         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5287         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5288         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5289         .bind = mem_cgroup_bind,
5290         .dfl_cftypes = memory_files,
5291         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5292         .early_init = 0,
5293 };
5294
5295 /**
5296  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5297  * @root: the highest ancestor to consider
5298  * @memcg: the memory cgroup to check
5299  *
5300  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5301  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5302  */
5303 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5304 {
5305         if (mem_cgroup_disabled())
5306                 return false;
5307
5308         /*
5309          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5310          * it's never low when looked at directly, and it is not
5311          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5312          */
5313
5314         if (memcg == root_mem_cgroup)
5315                 return false;
5316
5317         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5318                 return false;
5319
5320         while (memcg != root) {
5321                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5322
5323                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5324                         break;
5325
5326                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5327                         return false;
5328         }
5329         return true;
5330 }
5331
5332 /**
5333  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5334  * @page: page to charge
5335  * @mm: mm context of the victim
5336  * @gfp_mask: reclaim mode
5337  * @memcgp: charged memcg return
5338  * @compound: charge the page as compound or small page
5339  *
5340  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5341  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5342  *
5343  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5344  * Otherwise, an error code is returned.
5345  *
5346  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5347  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5348  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5349  */
5350 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5351                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5352                           bool compound)
5353 {
5354         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5355         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5356         int ret = 0;
5357
5358         if (mem_cgroup_disabled())
5359                 goto out;
5360
5361         if (PageSwapCache(page)) {
5362                 /*
5363                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5364                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5365                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5366                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5367                  * in turn serializes uncharging.
5368                  */
5369                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5370                 if (page->mem_cgroup)
5371                         goto out;
5372
5373                 if (do_swap_account) {
5374                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5375                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5376
5377                         rcu_read_lock();
5378                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5379                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5380                                 memcg = NULL;
5381                         rcu_read_unlock();
5382                 }
5383         }
5384
5385         if (!memcg)
5386                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5387
5388         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5389
5390         css_put(&memcg->css);
5391 out:
5392         *memcgp = memcg;
5393         return ret;
5394 }
5395
5396 /**
5397  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5398  * @page: page to charge
5399  * @memcg: memcg to charge the page to
5400  * @lrucare: page might be on LRU already
5401  * @compound: charge the page as compound or small page
5402  *
5403  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5404  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5405  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5406  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5407  *
5408  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5409  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5410  *
5411  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5412  */
5413 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5414                               bool lrucare, bool compound)
5415 {
5416         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5417
5418         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5419         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5420
5421         if (mem_cgroup_disabled())
5422                 return;
5423         /*
5424          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5425          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5426          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5427          */
5428         if (!memcg)
5429                 return;
5430
5431         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5432
5433         local_irq_disable();
5434         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5435         memcg_check_events(memcg, page);
5436         local_irq_enable();
5437
5438         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5439                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5440                 /*
5441                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5442                  * let's not wait for it.  The page already received a
5443                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5444                  */
5445                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5446         }
5447 }
5448
5449 /**
5450  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5451  * @page: page to charge
5452  * @memcg: memcg to charge the page to
5453  * @compound: charge the page as compound or small page
5454  *
5455  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5456  */
5457 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5458                 bool compound)
5459 {
5460         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5461
5462         if (mem_cgroup_disabled())
5463                 return;
5464         /*
5465          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5466          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5467          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5468          */
5469         if (!memcg)
5470                 return;
5471
5472         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5473 }
5474
5475 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5476                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5477                            unsigned long nr_huge, unsigned long nr_kmem,
5478                            struct page *dummy_page)
5479 {
5480         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file + nr_kmem;
5481         unsigned long flags;
5482
5483         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5484                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5485                 if (do_memsw_account())
5486                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5487                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && nr_kmem)
5488                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_kmem);
5489                 memcg_oom_recover(memcg);
5490         }
5491
5492         local_irq_save(flags);
5493         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5494         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5495         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5496         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5497         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5498         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5499         local_irq_restore(flags);
5500
5501         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5502                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5503 }
5504
5505 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5506 {
5507         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5508         unsigned long nr_anon = 0;
5509         unsigned long nr_file = 0;
5510         unsigned long nr_huge = 0;
5511         unsigned long nr_kmem = 0;
5512         unsigned long pgpgout = 0;
5513         struct list_head *next;
5514         struct page *page;
5515
5516         /*
5517          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
5518          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
5519          */
5520         next = page_list->next;
5521         do {
5522                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5523                 next = page->lru.next;
5524
5525                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5526                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5527
5528                 if (!page->mem_cgroup)
5529                         continue;
5530
5531                 /*
5532                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5533                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5534                  * exclusive access to the page.
5535                  */
5536
5537                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5538                         if (memcg) {
5539                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5540                                                nr_huge, nr_kmem, page);
5541                                 pgpgout = nr_anon = nr_file =
5542                                         nr_huge = nr_kmem = 0;
5543                         }
5544                         memcg = page->mem_cgroup;
5545                 }
5546
5547                 if (!PageKmemcg(page)) {
5548                         unsigned int nr_pages = 1;
5549
5550                         if (PageTransHuge(page)) {
5551                                 nr_pages <<= compound_order(page);
5552                                 nr_huge += nr_pages;
5553                         }
5554                         if (PageAnon(page))
5555                                 nr_anon += nr_pages;
5556                         else
5557                                 nr_file += nr_pages;
5558                         pgpgout++;
5559                 } else {
5560                         nr_kmem += 1 << compound_order(page);
5561                         __ClearPageKmemcg(page);
5562                 }
5563
5564                 page->mem_cgroup = NULL;
5565         } while (next != page_list);
5566
5567         if (memcg)
5568                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5569                                nr_huge, nr_kmem, page);
5570 }
5571
5572 /**
5573  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5574  * @page: page to uncharge
5575  *
5576  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5577  * mem_cgroup_commit_charge().
5578  */
5579 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5580 {
5581         if (mem_cgroup_disabled())
5582                 return;
5583
5584         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5585         if (!page->mem_cgroup)
5586                 return;
5587
5588         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5589         uncharge_list(&page->lru);
5590 }
5591
5592 /**
5593  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5594  * @page_list: list of pages to uncharge
5595  *
5596  * Uncharge a list of pages previously charged with
5597  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5598  */
5599 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5600 {
5601         if (mem_cgroup_disabled())
5602                 return;
5603
5604         if (!list_empty(page_list))
5605                 uncharge_list(page_list);
5606 }
5607
5608 /**
5609  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
5610  * @oldpage: currently circulating page
5611  * @newpage: replacement page
5612  *
5613  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
5614  * be uncharged upon free.
5615  *
5616  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5617  */
5618 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5619 {
5620         struct mem_cgroup *memcg;
5621         unsigned int nr_pages;
5622         bool compound;
5623         unsigned long flags;
5624
5625         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5626         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5627         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5628         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5629                        newpage);
5630
5631         if (mem_cgroup_disabled())
5632                 return;
5633
5634         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5635         if (newpage->mem_cgroup)
5636                 return;
5637
5638         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5639         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5640         if (!memcg)
5641                 return;
5642
5643         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
5644         compound = PageTransHuge(newpage);
5645         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
5646
5647         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
5648         if (do_memsw_account())
5649                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
5650         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
5651
5652         commit_charge(newpage, memcg, false);
5653
5654         local_irq_save(flags);
5655         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
5656         memcg_check_events(memcg, newpage);
5657         local_irq_restore(flags);
5658 }
5659
5660 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5661 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5662
5663 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
5664 {
5665         struct mem_cgroup *memcg;
5666
5667         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
5668                 return;
5669
5670         /*
5671          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
5672          * filled. It won't however, necessarily happen from
5673          * process context. So the test for root memcg given
5674          * the current task's memcg won't help us in this case.
5675          *
5676          * Respecting the original socket's memcg is a better
5677          * decision in this case.
5678          */
5679         if (sk->sk_memcg) {
5680                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5681                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5682                 return;
5683         }
5684
5685         rcu_read_lock();
5686         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5687         if (memcg == root_mem_cgroup)
5688                 goto out;
5689         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5690                 goto out;
5691         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5692                 sk->sk_memcg = memcg;
5693 out:
5694         rcu_read_unlock();
5695 }
5696
5697 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
5698 {
5699         if (sk->sk_memcg)
5700                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
5701 }
5702
5703 /**
5704  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5705  * @memcg: memcg to charge
5706  * @nr_pages: number of pages to charge
5707  *
5708  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5709  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5710  */
5711 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5712 {
5713         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5714
5715         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5716                 struct page_counter *fail;
5717
5718                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5719                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5720                         return true;
5721                 }
5722                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5723                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5724                 return false;
5725         }
5726
5727         /* Don't block in the packet receive path */
5728         if (in_softirq())
5729                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5730
5731         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5732
5733         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5734                 return true;
5735
5736         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5737         return false;
5738 }
5739
5740 /**
5741  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5742  * @memcg - memcg to uncharge
5743  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5744  */
5745 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5746 {
5747         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5748                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5749                 return;
5750         }
5751
5752         this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5753
5754         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5755         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5756 }
5757
5758 static int __init cgroup_memory(char *s)
5759 {
5760         char *token;
5761
5762         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5763                 if (!*token)
5764                         continue;
5765                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5766                         cgroup_memory_nosocket = true;
5767                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5768                         cgroup_memory_nokmem = true;
5769         }
5770         return 0;
5771 }
5772 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5773
5774 /*
5775  * subsys_initcall() for memory controller.
5776  *
5777  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5778  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5779  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5780  * be initialized from here.
5781  */
5782 static int __init mem_cgroup_init(void)
5783 {
5784         int cpu, node;
5785
5786         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5787
5788         for_each_possible_cpu(cpu)
5789                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5790                           drain_local_stock);
5791
5792         for_each_node(node) {
5793                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5794
5795                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5796                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5797
5798                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
5799                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
5800                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5801         }
5802
5803         return 0;
5804 }
5805 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5806
5807 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5808 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
5809 {
5810         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
5811                 /*
5812                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
5813                  * always be >= 1.
5814                  */
5815                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
5816                         VM_BUG_ON(1);
5817                         break;
5818                 }
5819                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5820                 if (!memcg)
5821                         memcg = root_mem_cgroup;
5822         }
5823         return memcg;
5824 }
5825
5826 /**
5827  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5828  * @page: page whose memsw charge to transfer
5829  * @entry: swap entry to move the charge to
5830  *
5831  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5832  */
5833 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5834 {
5835         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5836         unsigned short oldid;
5837
5838         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5839         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5840
5841         if (!do_memsw_account())
5842                 return;
5843
5844         memcg = page->mem_cgroup;
5845
5846         /* Readahead page, never charged */
5847         if (!memcg)
5848                 return;
5849
5850         /*
5851          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
5852          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
5853          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
5854          */
5855         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5856         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg));
5857         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5858         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, true);
5859
5860         page->mem_cgroup = NULL;
5861
5862         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5863                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5864
5865         if (memcg != swap_memcg) {
5866                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
5867                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, 1);
5868                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5869         }
5870
5871         /*
5872          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5873          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5874          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5875          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5876          */
5877         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5878         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5879         memcg_check_events(memcg, page);
5880
5881         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5882                 css_put(&memcg->css);
5883 }
5884
5885 /*
5886  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging a swap entry
5887  * @page: page being added to swap
5888  * @entry: swap entry to charge
5889  *
5890  * Try to charge @entry to the memcg that @page belongs to.
5891  *
5892  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
5893  */
5894 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
5895 {
5896         struct mem_cgroup *memcg;
5897         struct page_counter *counter;
5898         unsigned short oldid;
5899
5900         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
5901                 return 0;
5902
5903         memcg = page->mem_cgroup;
5904
5905         /* Readahead page, never charged */
5906         if (!memcg)
5907                 return 0;
5908
5909         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5910
5911         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
5912             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, 1, &counter)) {
5913                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5914                 return -ENOMEM;
5915         }
5916
5917         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5918         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5919         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5920
5921         return 0;
5922 }
5923
5924 /**
5925  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5926  * @entry: swap entry to uncharge
5927  *
5928  * Drop the swap charge associated with @entry.
5929  */
5930 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5931 {
5932         struct mem_cgroup *memcg;
5933         unsigned short id;
5934
5935         if (!do_swap_account)
5936                 return;
5937
5938         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5939         rcu_read_lock();
5940         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5941         if (memcg) {
5942                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5943                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5944                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, 1);
5945                         else
5946                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5947                 }
5948                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5949                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5950         }
5951         rcu_read_unlock();
5952 }
5953
5954 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
5955 {
5956         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
5957
5958         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5959                 return nr_swap_pages;
5960         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5961                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
5962                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
5963                                       page_counter_read(&memcg->swap));
5964         return nr_swap_pages;
5965 }
5966
5967 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
5968 {
5969         struct mem_cgroup *memcg;
5970
5971         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5972
5973         if (vm_swap_full())
5974                 return true;
5975         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5976                 return false;
5977
5978         memcg = page->mem_cgroup;
5979         if (!memcg)
5980                 return false;
5981
5982         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5983                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
5984                         return true;
5985
5986         return false;
5987 }
5988
5989 /* for remember boot option*/
5990 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5991 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5992 #else
5993 static int really_do_swap_account __initdata;
5994 #endif
5995
5996 static int __init enable_swap_account(char *s)
5997 {
5998         if (!strcmp(s, "1"))
5999                 really_do_swap_account = 1;
6000         else if (!strcmp(s, "0"))
6001                 really_do_swap_account = 0;
6002         return 1;
6003 }
6004 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6005
6006 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6007                              struct cftype *cft)
6008 {
6009         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6010
6011         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6012 }
6013
6014 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6015 {
6016         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
6017         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
6018
6019         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
6020                 seq_puts(m, "max\n");
6021         else
6022                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
6023
6024         return 0;
6025 }
6026
6027 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6028                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6029 {
6030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6031         unsigned long max;
6032         int err;
6033
6034         buf = strstrip(buf);
6035         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6036         if (err)
6037                 return err;
6038
6039         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
6040         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
6041         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
6042         if (err)
6043                 return err;
6044
6045         return nbytes;
6046 }
6047
6048 static struct cftype swap_files[] = {
6049         {
6050                 .name = "swap.current",
6051                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6052                 .read_u64 = swap_current_read,
6053         },
6054         {
6055                 .name = "swap.max",
6056                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6057                 .seq_show = swap_max_show,
6058                 .write = swap_max_write,
6059         },
6060         { }     /* terminate */
6061 };
6062
6063 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6064         {
6065                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6066                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6068         },
6069         {
6070                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6072                 .write = mem_cgroup_reset,
6073                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6074         },
6075         {
6076                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6077                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6078                 .write = mem_cgroup_write,
6079                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6080         },
6081         {
6082                 .name = "memsw.failcnt",
6083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6084                 .write = mem_cgroup_reset,
6085                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6086         },
6087         { },    /* terminate */
6088 };
6089
6090 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6091 {
6092         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6093                 do_swap_account = 1;
6094                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6095                                                swap_files));
6096                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6097                                                   memsw_cgroup_files));
6098         }
6099         return 0;
6100 }
6101 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6102
6103 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */