mm: memcontrol: do not uncharge old page in page cache replacement
[cascardo/linux.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree_per_node {
141         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_tree {
145         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
146 };
147
148 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
149
150 /* for OOM */
151 struct mem_cgroup_eventfd_list {
152         struct list_head list;
153         struct eventfd_ctx *eventfd;
154 };
155
156 /*
157  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
158  */
159 struct mem_cgroup_event {
160         /*
161          * memcg which the event belongs to.
162          */
163         struct mem_cgroup *memcg;
164         /*
165          * eventfd to signal userspace about the event.
166          */
167         struct eventfd_ctx *eventfd;
168         /*
169          * Each of these stored in a list by the cgroup.
170          */
171         struct list_head list;
172         /*
173          * register_event() callback will be used to add new userspace
174          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
175          * on eventfd to send notification to userspace.
176          */
177         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
178                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
179         /*
180          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
181          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
182          * if you want provide notification functionality.
183          */
184         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
185                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
186         /*
187          * All fields below needed to unregister event when
188          * userspace closes eventfd.
189          */
190         poll_table pt;
191         wait_queue_head_t *wqh;
192         wait_queue_t wait;
193         struct work_struct remove;
194 };
195
196 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
197 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
198
199 /* Stuffs for move charges at task migration. */
200 /*
201  * Types of charges to be moved.
202  */
203 #define MOVE_ANON       0x1U
204 #define MOVE_FILE       0x2U
205 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
206
207 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
208 static struct move_charge_struct {
209         spinlock_t        lock; /* for from, to */
210         struct mem_cgroup *from;
211         struct mem_cgroup *to;
212         unsigned long flags;
213         unsigned long precharge;
214         unsigned long moved_charge;
215         unsigned long moved_swap;
216         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
217         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
218 } mc = {
219         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
220         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
221 };
222
223 /*
224  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
225  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
226  */
227 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
228 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
229
230 enum charge_type {
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
232         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
233         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
234         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
235         NR_CHARGE_TYPE,
236 };
237
238 /* for encoding cft->private value on file */
239 enum res_type {
240         _MEM,
241         _MEMSWAP,
242         _OOM_TYPE,
243         _KMEM,
244         _TCP,
245 };
246
247 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
248 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
249 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
250 /* Used for OOM nofiier */
251 #define OOM_CONTROL             (0)
252
253 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
254 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
255 {
256         if (!memcg)
257                 memcg = root_mem_cgroup;
258         return &memcg->vmpressure;
259 }
260
261 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
262 {
263         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
264 }
265
266 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
267 {
268         return (memcg == root_mem_cgroup);
269 }
270
271 /*
272  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
273  * an unsigned short.
274  */
275 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
276
277 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
278 {
279         return memcg->css.id;
280 }
281
282 /*
283  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
284  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
285  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
286  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
287  */
288 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
289 {
290         struct cgroup_subsys_state *css;
291
292         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
293         return mem_cgroup_from_css(css);
294 }
295
296 #ifndef CONFIG_SLOB
297 /*
298  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
299  * The main reason for not using cgroup id for this:
300  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
301  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
302  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
303  *  200 entry array for that.
304  *
305  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
306  * will double each time we have to increase it.
307  */
308 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
309 int memcg_nr_cache_ids;
310
311 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
312 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
313
314 void memcg_get_cache_ids(void)
315 {
316         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
317 }
318
319 void memcg_put_cache_ids(void)
320 {
321         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
322 }
323
324 /*
325  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
326  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
327  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
328  * tunable, but that is strictly not necessary.
329  *
330  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
331  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
332  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
333  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
334  * increase ours as well if it increases.
335  */
336 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
337 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
338
339 /*
340  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
341  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
342  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
343  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
344  */
345 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
346 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
347
348 #endif /* !CONFIG_SLOB */
349
350 static struct mem_cgroup_per_zone *
351 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
352 {
353         int nid = zone_to_nid(zone);
354         int zid = zone_idx(zone);
355
356         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
357 }
358
359 /**
360  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
361  * @page: page of interest
362  *
363  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
364  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
365  * until it is released.
366  *
367  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
368  * is returned.
369  */
370 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
371 {
372         struct mem_cgroup *memcg;
373
374         memcg = page->mem_cgroup;
375
376         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
377                 memcg = root_mem_cgroup;
378
379         return &memcg->css;
380 }
381
382 /**
383  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
384  * @page: the page
385  *
386  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
387  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
388  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
389  *
390  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
391  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
392  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
393  * do not care (such as procfs interfaces).
394  */
395 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
396 {
397         struct mem_cgroup *memcg;
398         unsigned long ino = 0;
399
400         rcu_read_lock();
401         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
402         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
403                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
404         if (memcg)
405                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
406         rcu_read_unlock();
407         return ino;
408 }
409
410 static struct mem_cgroup_per_zone *
411 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
412 {
413         int nid = page_to_nid(page);
414         int zid = page_zonenum(page);
415
416         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
417 }
418
419 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
420 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
421 {
422         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
423 }
424
425 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
426 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
427 {
428         int nid = page_to_nid(page);
429         int zid = page_zonenum(page);
430
431         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
432 }
433
434 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
435                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
436                                          unsigned long new_usage_in_excess)
437 {
438         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
439         struct rb_node *parent = NULL;
440         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
441
442         if (mz->on_tree)
443                 return;
444
445         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
446         if (!mz->usage_in_excess)
447                 return;
448         while (*p) {
449                 parent = *p;
450                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
451                                         tree_node);
452                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
453                         p = &(*p)->rb_left;
454                 /*
455                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
456                  * limit by the same amount
457                  */
458                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
459                         p = &(*p)->rb_right;
460         }
461         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
462         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
463         mz->on_tree = true;
464 }
465
466 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
467                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
468 {
469         if (!mz->on_tree)
470                 return;
471         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
472         mz->on_tree = false;
473 }
474
475 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
476                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
477 {
478         unsigned long flags;
479
480         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
481         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
482         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
483 }
484
485 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
486 {
487         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
488         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
489         unsigned long excess = 0;
490
491         if (nr_pages > soft_limit)
492                 excess = nr_pages - soft_limit;
493
494         return excess;
495 }
496
497 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
498 {
499         unsigned long excess;
500         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
501         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
502
503         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
504         /*
505          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
506          * because their event counter is not touched.
507          */
508         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
509                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
510                 excess = soft_limit_excess(memcg);
511                 /*
512                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
513                  * mem is over its softlimit.
514                  */
515                 if (excess || mz->on_tree) {
516                         unsigned long flags;
517
518                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
519                         /* if on-tree, remove it */
520                         if (mz->on_tree)
521                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
522                         /*
523                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
524                          * If excess is 0, no tree ops.
525                          */
526                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
527                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
528                 }
529         }
530 }
531
532 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
533 {
534         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
535         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
536         int nid, zid;
537
538         for_each_node(nid) {
539                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
540                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
541                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
542                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
543                 }
544         }
545 }
546
547 static struct mem_cgroup_per_zone *
548 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
549 {
550         struct rb_node *rightmost = NULL;
551         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
552
553 retry:
554         mz = NULL;
555         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
556         if (!rightmost)
557                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
558
559         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
560         /*
561          * Remove the node now but someone else can add it back,
562          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
563          * position in the tree.
564          */
565         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
566         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
567             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
568                 goto retry;
569 done:
570         return mz;
571 }
572
573 static struct mem_cgroup_per_zone *
574 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
575 {
576         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
577
578         spin_lock_irq(&mctz->lock);
579         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
580         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
581         return mz;
582 }
583
584 /*
585  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
586  *
587  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
588  *
589  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
590  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
591  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
592  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
593  *
594  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
595  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
596  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
597  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
598  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
599  *
600  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
601  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
602  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
603  * implemented.
604  */
605 static unsigned long
606 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
607 {
608         long val = 0;
609         int cpu;
610
611         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
612         for_each_possible_cpu(cpu)
613                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
614         /*
615          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
616          * transient negative values.
617          */
618         if (val < 0)
619                 val = 0;
620         return val;
621 }
622
623 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
624                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
625 {
626         unsigned long val = 0;
627         int cpu;
628
629         for_each_possible_cpu(cpu)
630                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
631         return val;
632 }
633
634 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
635                                          struct page *page,
636                                          bool compound, int nr_pages)
637 {
638         /*
639          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
640          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
641          */
642         if (PageAnon(page))
643                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
644                                 nr_pages);
645         else
646                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
647                                 nr_pages);
648
649         if (compound) {
650                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
651                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
652                                 nr_pages);
653         }
654
655         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
656         if (nr_pages > 0)
657                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
658         else {
659                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
660                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
661         }
662
663         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
664 }
665
666 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
667                                                   int nid,
668                                                   unsigned int lru_mask)
669 {
670         unsigned long nr = 0;
671         int zid;
672
673         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
674
675         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
676                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
677                 enum lru_list lru;
678
679                 for_each_lru(lru) {
680                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
681                                 continue;
682                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
683                         nr += mz->lru_size[lru];
684                 }
685         }
686         return nr;
687 }
688
689 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
690                         unsigned int lru_mask)
691 {
692         unsigned long nr = 0;
693         int nid;
694
695         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
696                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
697         return nr;
698 }
699
700 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
701                                        enum mem_cgroup_events_target target)
702 {
703         unsigned long val, next;
704
705         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
706         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
707         /* from time_after() in jiffies.h */
708         if ((long)next - (long)val < 0) {
709                 switch (target) {
710                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
711                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
712                         break;
713                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
714                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
715                         break;
716                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
717                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
718                         break;
719                 default:
720                         break;
721                 }
722                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
723                 return true;
724         }
725         return false;
726 }
727
728 /*
729  * Check events in order.
730  *
731  */
732 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
733 {
734         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
735         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
736                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
737                 bool do_softlimit;
738                 bool do_numainfo __maybe_unused;
739
740                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
741                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
742 #if MAX_NUMNODES > 1
743                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
744                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
745 #endif
746                 mem_cgroup_threshold(memcg);
747                 if (unlikely(do_softlimit))
748                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
749 #if MAX_NUMNODES > 1
750                 if (unlikely(do_numainfo))
751                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
752 #endif
753         }
754 }
755
756 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
757 {
758         /*
759          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
760          * if it races with swapoff, page migration, etc.
761          * So this can be called with p == NULL.
762          */
763         if (unlikely(!p))
764                 return NULL;
765
766         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
767 }
768 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
769
770 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
771 {
772         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
773
774         rcu_read_lock();
775         do {
776                 /*
777                  * Page cache insertions can happen withou an
778                  * actual mm context, e.g. during disk probing
779                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
780                  */
781                 if (unlikely(!mm))
782                         memcg = root_mem_cgroup;
783                 else {
784                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
785                         if (unlikely(!memcg))
786                                 memcg = root_mem_cgroup;
787                 }
788         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
789         rcu_read_unlock();
790         return memcg;
791 }
792
793 /**
794  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
795  * @root: hierarchy root
796  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
797  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
798  *
799  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
800  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
801  *
802  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
803  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
804  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
805  *
806  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
807  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
808  * reclaimers operating on the same zone and priority.
809  */
810 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
811                                    struct mem_cgroup *prev,
812                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
813 {
814         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
815         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
816         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
817         struct mem_cgroup *pos = NULL;
818
819         if (mem_cgroup_disabled())
820                 return NULL;
821
822         if (!root)
823                 root = root_mem_cgroup;
824
825         if (prev && !reclaim)
826                 pos = prev;
827
828         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
829                 if (prev)
830                         goto out;
831                 return root;
832         }
833
834         rcu_read_lock();
835
836         if (reclaim) {
837                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
838
839                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
840                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
841
842                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
843                         goto out_unlock;
844
845                 while (1) {
846                         pos = READ_ONCE(iter->position);
847                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
848                                 break;
849                         /*
850                          * css reference reached zero, so iter->position will
851                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
852                          * rely on this happening soon, because ->css_released
853                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
854                          * might block it. So we clear iter->position right
855                          * away.
856                          */
857                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
858                 }
859         }
860
861         if (pos)
862                 css = &pos->css;
863
864         for (;;) {
865                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
866                 if (!css) {
867                         /*
868                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
869                          * new one might jump in right at the end of
870                          * the hierarchy - make sure they see at least
871                          * one group and restart from the beginning.
872                          */
873                         if (!prev)
874                                 continue;
875                         break;
876                 }
877
878                 /*
879                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
880                  * is provided by the caller, so we know it's alive
881                  * and kicking, and don't take an extra reference.
882                  */
883                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
884
885                 if (css == &root->css)
886                         break;
887
888                 if (css_tryget(css))
889                         break;
890
891                 memcg = NULL;
892         }
893
894         if (reclaim) {
895                 /*
896                  * The position could have already been updated by a competing
897                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
898                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
899                  */
900                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
901
902                 if (pos)
903                         css_put(&pos->css);
904
905                 if (!memcg)
906                         iter->generation++;
907                 else if (!prev)
908                         reclaim->generation = iter->generation;
909         }
910
911 out_unlock:
912         rcu_read_unlock();
913 out:
914         if (prev && prev != root)
915                 css_put(&prev->css);
916
917         return memcg;
918 }
919
920 /**
921  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
922  * @root: hierarchy root
923  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
924  */
925 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
926                            struct mem_cgroup *prev)
927 {
928         if (!root)
929                 root = root_mem_cgroup;
930         if (prev && prev != root)
931                 css_put(&prev->css);
932 }
933
934 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
935 {
936         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
937         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
938         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
939         int nid, zid;
940         int i;
941
942         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
943                 for_each_node(nid) {
944                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
945                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
946                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
947                                         iter = &mz->iter[i];
948                                         cmpxchg(&iter->position,
949                                                 dead_memcg, NULL);
950                                 }
951                         }
952                 }
953         }
954 }
955
956 /*
957  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
958  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
959  * be used for reference counting.
960  */
961 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
962         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
963              iter != NULL;                              \
964              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
965
966 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
967         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
968              iter != NULL;                              \
969              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
970
971 /**
972  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
973  * @zone: zone of the wanted lruvec
974  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
975  *
976  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
977  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
978  * is disabled.
979  */
980 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
981                                       struct mem_cgroup *memcg)
982 {
983         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
984         struct lruvec *lruvec;
985
986         if (mem_cgroup_disabled()) {
987                 lruvec = &zone->lruvec;
988                 goto out;
989         }
990
991         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
992         lruvec = &mz->lruvec;
993 out:
994         /*
995          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
996          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
997          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
998          */
999         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1000                 lruvec->zone = zone;
1001         return lruvec;
1002 }
1003
1004 /**
1005  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1006  * @page: the page
1007  * @zone: zone of the page
1008  *
1009  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1010  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1011  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1012  */
1013 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1014 {
1015         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1016         struct mem_cgroup *memcg;
1017         struct lruvec *lruvec;
1018
1019         if (mem_cgroup_disabled()) {
1020                 lruvec = &zone->lruvec;
1021                 goto out;
1022         }
1023
1024         memcg = page->mem_cgroup;
1025         /*
1026          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1027          * possibly migrated - before they are charged.
1028          */
1029         if (!memcg)
1030                 memcg = root_mem_cgroup;
1031
1032         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1033         lruvec = &mz->lruvec;
1034 out:
1035         /*
1036          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1037          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1038          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1039          */
1040         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1041                 lruvec->zone = zone;
1042         return lruvec;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1047  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1048  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1049  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1050  *
1051  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1052  * lru list.
1053  */
1054 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1055                                 int nr_pages)
1056 {
1057         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1058         unsigned long *lru_size;
1059
1060         if (mem_cgroup_disabled())
1061                 return;
1062
1063         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1064         lru_size = mz->lru_size + lru;
1065         *lru_size += nr_pages;
1066         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1067 }
1068
1069 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1070 {
1071         struct mem_cgroup *task_memcg;
1072         struct task_struct *p;
1073         bool ret;
1074
1075         p = find_lock_task_mm(task);
1076         if (p) {
1077                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1078                 task_unlock(p);
1079         } else {
1080                 /*
1081                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1082                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1083                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1084                  */
1085                 rcu_read_lock();
1086                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1087                 css_get(&task_memcg->css);
1088                 rcu_read_unlock();
1089         }
1090         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1091         css_put(&task_memcg->css);
1092         return ret;
1093 }
1094
1095 /**
1096  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1097  * @memcg: the memory cgroup
1098  *
1099  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1100  * pages.
1101  */
1102 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1103 {
1104         unsigned long margin = 0;
1105         unsigned long count;
1106         unsigned long limit;
1107
1108         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1109         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1110         if (count < limit)
1111                 margin = limit - count;
1112
1113         if (do_memsw_account()) {
1114                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1115                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1116                 if (count <= limit)
1117                         margin = min(margin, limit - count);
1118         }
1119
1120         return margin;
1121 }
1122
1123 /*
1124  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1125  *
1126  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1127  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1128  * caused by "move".
1129  */
1130 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1131 {
1132         struct mem_cgroup *from;
1133         struct mem_cgroup *to;
1134         bool ret = false;
1135         /*
1136          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1137          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1138          */
1139         spin_lock(&mc.lock);
1140         from = mc.from;
1141         to = mc.to;
1142         if (!from)
1143                 goto unlock;
1144
1145         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1146                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1147 unlock:
1148         spin_unlock(&mc.lock);
1149         return ret;
1150 }
1151
1152 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1153 {
1154         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1155                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1156                         DEFINE_WAIT(wait);
1157                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1158                         /* moving charge context might have finished. */
1159                         if (mc.moving_task)
1160                                 schedule();
1161                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1162                         return true;
1163                 }
1164         }
1165         return false;
1166 }
1167
1168 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1169 /**
1170  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1171  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1172  * @p: Task that is going to be killed
1173  *
1174  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1175  * enabled
1176  */
1177 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1178 {
1179         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1180         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1181         struct mem_cgroup *iter;
1182         unsigned int i;
1183
1184         mutex_lock(&oom_info_lock);
1185         rcu_read_lock();
1186
1187         if (p) {
1188                 pr_info("Task in ");
1189                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1190                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1191         } else {
1192                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1193         }
1194
1195         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1196         pr_cont("\n");
1197
1198         rcu_read_unlock();
1199
1200         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1201                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1202                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1203         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1204                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1205                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1206         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1207                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1208                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1209
1210         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1211                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1212                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1213                 pr_cont(":");
1214
1215                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1216                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1217                                 continue;
1218                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1219                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1220                 }
1221
1222                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1223                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1224                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1225
1226                 pr_cont("\n");
1227         }
1228         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1229 }
1230
1231 /*
1232  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1233  * 1(self count) if no children.
1234  */
1235 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1236 {
1237         int num = 0;
1238         struct mem_cgroup *iter;
1239
1240         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1241                 num++;
1242         return num;
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1247  */
1248 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1249 {
1250         unsigned long limit;
1251
1252         limit = memcg->memory.limit;
1253         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1254                 unsigned long memsw_limit;
1255                 unsigned long swap_limit;
1256
1257                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1258                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1259                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1260                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1261         }
1262         return limit;
1263 }
1264
1265 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1266                                      int order)
1267 {
1268         struct oom_control oc = {
1269                 .zonelist = NULL,
1270                 .nodemask = NULL,
1271                 .gfp_mask = gfp_mask,
1272                 .order = order,
1273         };
1274         struct mem_cgroup *iter;
1275         unsigned long chosen_points = 0;
1276         unsigned long totalpages;
1277         unsigned int points = 0;
1278         struct task_struct *chosen = NULL;
1279
1280         mutex_lock(&oom_lock);
1281
1282         /*
1283          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1284          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1285          * quickly exit and free its memory.
1286          */
1287         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1288                 mark_oom_victim(current);
1289                 goto unlock;
1290         }
1291
1292         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1293         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1294         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1295                 struct css_task_iter it;
1296                 struct task_struct *task;
1297
1298                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1299                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1300                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1301                         case OOM_SCAN_SELECT:
1302                                 if (chosen)
1303                                         put_task_struct(chosen);
1304                                 chosen = task;
1305                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1306                                 get_task_struct(chosen);
1307                                 /* fall through */
1308                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1309                                 continue;
1310                         case OOM_SCAN_ABORT:
1311                                 css_task_iter_end(&it);
1312                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1313                                 if (chosen)
1314                                         put_task_struct(chosen);
1315                                 goto unlock;
1316                         case OOM_SCAN_OK:
1317                                 break;
1318                         };
1319                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1320                         if (!points || points < chosen_points)
1321                                 continue;
1322                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1323                         if (points == chosen_points &&
1324                             thread_group_leader(chosen))
1325                                 continue;
1326
1327                         if (chosen)
1328                                 put_task_struct(chosen);
1329                         chosen = task;
1330                         chosen_points = points;
1331                         get_task_struct(chosen);
1332                 }
1333                 css_task_iter_end(&it);
1334         }
1335
1336         if (chosen) {
1337                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1338                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1339                                  "Memory cgroup out of memory");
1340         }
1341 unlock:
1342         mutex_unlock(&oom_lock);
1343 }
1344
1345 #if MAX_NUMNODES > 1
1346
1347 /**
1348  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1349  * @memcg: the target memcg
1350  * @nid: the node ID to be checked.
1351  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1352  *
1353  * This function returns whether the specified memcg contains any
1354  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1355  * pages in the node.
1356  */
1357 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1358                 int nid, bool noswap)
1359 {
1360         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1361                 return true;
1362         if (noswap || !total_swap_pages)
1363                 return false;
1364         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1365                 return true;
1366         return false;
1367
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1372  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1373  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1374  *
1375  */
1376 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1377 {
1378         int nid;
1379         /*
1380          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1381          * pagein/pageout changes since the last update.
1382          */
1383         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1384                 return;
1385         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1386                 return;
1387
1388         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1389         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1390
1391         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1392
1393                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1394                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1395         }
1396
1397         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1398         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1403  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1404  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1405  *
1406  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1407  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1408  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1409  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1410  *
1411  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1412  */
1413 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         int node;
1416
1417         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1418         node = memcg->last_scanned_node;
1419
1420         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1421         if (node == MAX_NUMNODES)
1422                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1423         /*
1424          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1425          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1426          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1427          * we use curret node.
1428          */
1429         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1430                 node = numa_node_id();
1431
1432         memcg->last_scanned_node = node;
1433         return node;
1434 }
1435 #else
1436 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1437 {
1438         return 0;
1439 }
1440 #endif
1441
1442 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1443                                    struct zone *zone,
1444                                    gfp_t gfp_mask,
1445                                    unsigned long *total_scanned)
1446 {
1447         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1448         int total = 0;
1449         int loop = 0;
1450         unsigned long excess;
1451         unsigned long nr_scanned;
1452         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1453                 .zone = zone,
1454                 .priority = 0,
1455         };
1456
1457         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1458
1459         while (1) {
1460                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1461                 if (!victim) {
1462                         loop++;
1463                         if (loop >= 2) {
1464                                 /*
1465                                  * If we have not been able to reclaim
1466                                  * anything, it might because there are
1467                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1468                                  */
1469                                 if (!total)
1470                                         break;
1471                                 /*
1472                                  * We want to do more targeted reclaim.
1473                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1474                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1475                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1476                                  */
1477                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1478                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1479                                         break;
1480                         }
1481                         continue;
1482                 }
1483                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1484                                                      zone, &nr_scanned);
1485                 *total_scanned += nr_scanned;
1486                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1487                         break;
1488         }
1489         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1490         return total;
1491 }
1492
1493 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1494 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1495         .name = "memcg_oom_lock",
1496 };
1497 #endif
1498
1499 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1500
1501 /*
1502  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1503  * If someone is running, return false.
1504  */
1505 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1506 {
1507         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1508
1509         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1510
1511         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1512                 if (iter->oom_lock) {
1513                         /*
1514                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1515                          * so we cannot give a lock.
1516                          */
1517                         failed = iter;
1518                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1519                         break;
1520                 } else
1521                         iter->oom_lock = true;
1522         }
1523
1524         if (failed) {
1525                 /*
1526                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1527                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1528                  */
1529                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1530                         if (iter == failed) {
1531                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1532                                 break;
1533                         }
1534                         iter->oom_lock = false;
1535                 }
1536         } else
1537                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1538
1539         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1540
1541         return !failed;
1542 }
1543
1544 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1545 {
1546         struct mem_cgroup *iter;
1547
1548         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1549         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1550         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1551                 iter->oom_lock = false;
1552         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1553 }
1554
1555 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         struct mem_cgroup *iter;
1558
1559         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1560         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1561                 iter->under_oom++;
1562         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1563 }
1564
1565 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         struct mem_cgroup *iter;
1568
1569         /*
1570          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1571          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1572          */
1573         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1574         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1575                 if (iter->under_oom > 0)
1576                         iter->under_oom--;
1577         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1578 }
1579
1580 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1581
1582 struct oom_wait_info {
1583         struct mem_cgroup *memcg;
1584         wait_queue_t    wait;
1585 };
1586
1587 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1588         unsigned mode, int sync, void *arg)
1589 {
1590         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1591         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1592         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1593
1594         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1595         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1596
1597         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1598             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1599                 return 0;
1600         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1601 }
1602
1603 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1604 {
1605         /*
1606          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1607          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1608          * this function is called as a result of userland actions
1609          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1610          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1611          * triggering notification.
1612          */
1613         if (memcg && memcg->under_oom)
1614                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1615 }
1616
1617 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1618 {
1619         if (!current->memcg_may_oom)
1620                 return;
1621         /*
1622          * We are in the middle of the charge context here, so we
1623          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1624          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1625          *
1626          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1627          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1628          * invocation might not even be necessary.
1629          *
1630          * That's why we don't do anything here except remember the
1631          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1632          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1633          * and when we know whether the fault was overall successful.
1634          */
1635         css_get(&memcg->css);
1636         current->memcg_in_oom = memcg;
1637         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1638         current->memcg_oom_order = order;
1639 }
1640
1641 /**
1642  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1643  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1644  *
1645  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1646  * handler was enabled.
1647  *
1648  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1649  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1650  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1651  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1652  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1653  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1654  *
1655  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1656  * completed, %false otherwise.
1657  */
1658 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1659 {
1660         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1661         struct oom_wait_info owait;
1662         bool locked;
1663
1664         /* OOM is global, do not handle */
1665         if (!memcg)
1666                 return false;
1667
1668         if (!handle || oom_killer_disabled)
1669                 goto cleanup;
1670
1671         owait.memcg = memcg;
1672         owait.wait.flags = 0;
1673         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1674         owait.wait.private = current;
1675         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1676
1677         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1678         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1679
1680         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1681
1682         if (locked)
1683                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1684
1685         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1686                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1687                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1688                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1689                                          current->memcg_oom_order);
1690         } else {
1691                 schedule();
1692                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1693                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1694         }
1695
1696         if (locked) {
1697                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1698                 /*
1699                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1700                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1701                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1702                  */
1703                 memcg_oom_recover(memcg);
1704         }
1705 cleanup:
1706         current->memcg_in_oom = NULL;
1707         css_put(&memcg->css);
1708         return true;
1709 }
1710
1711 /**
1712  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1713  * @page: page that is going to change accounted state
1714  *
1715  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1716  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1717  * being moved to another memcg:
1718  *
1719  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1720  *   if (TestClearPageState(page))
1721  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1722  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1723  */
1724 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1725 {
1726         struct mem_cgroup *memcg;
1727         unsigned long flags;
1728
1729         /*
1730          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1731          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1732          * because page moving starts with an RCU grace period.
1733          *
1734          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1735          * the page state that is going to change is the only thing
1736          * preventing the page from being uncharged.
1737          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1738          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1739          * account transaction might be complete.
1740          */
1741         rcu_read_lock();
1742
1743         if (mem_cgroup_disabled())
1744                 return NULL;
1745 again:
1746         memcg = page->mem_cgroup;
1747         if (unlikely(!memcg))
1748                 return NULL;
1749
1750         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1751                 return memcg;
1752
1753         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1754         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1755                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1756                 goto again;
1757         }
1758
1759         /*
1760          * When charge migration first begins, we can have locked and
1761          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1762          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1763          */
1764         memcg->move_lock_task = current;
1765         memcg->move_lock_flags = flags;
1766
1767         return memcg;
1768 }
1769 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1770
1771 /**
1772  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1773  * @memcg: the memcg that was accounted against
1774  */
1775 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1776 {
1777         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1778                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1779
1780                 memcg->move_lock_task = NULL;
1781                 memcg->move_lock_flags = 0;
1782
1783                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1784         }
1785
1786         rcu_read_unlock();
1787 }
1788 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1789
1790 /*
1791  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1792  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1793  */
1794 #define CHARGE_BATCH    32U
1795 struct memcg_stock_pcp {
1796         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1797         unsigned int nr_pages;
1798         struct work_struct work;
1799         unsigned long flags;
1800 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1801 };
1802 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1803 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1804
1805 /**
1806  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1807  * @memcg: memcg to consume from.
1808  * @nr_pages: how many pages to charge.
1809  *
1810  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1811  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1812  * service an allocation will refill the stock.
1813  *
1814  * returns true if successful, false otherwise.
1815  */
1816 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1817 {
1818         struct memcg_stock_pcp *stock;
1819         bool ret = false;
1820
1821         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1822                 return ret;
1823
1824         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1825         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1826                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1827                 ret = true;
1828         }
1829         put_cpu_var(memcg_stock);
1830         return ret;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1835  */
1836 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1837 {
1838         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1839
1840         if (stock->nr_pages) {
1841                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1842                 if (do_memsw_account())
1843                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1844                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1845                 stock->nr_pages = 0;
1846         }
1847         stock->cached = NULL;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1852  * a thread which is pinned to local cpu.
1853  */
1854 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1855 {
1856         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1857         drain_stock(stock);
1858         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1859 }
1860
1861 /*
1862  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1863  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1864  */
1865 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1866 {
1867         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1868
1869         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1870                 drain_stock(stock);
1871                 stock->cached = memcg;
1872         }
1873         stock->nr_pages += nr_pages;
1874         put_cpu_var(memcg_stock);
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1879  * of the hierarchy under it.
1880  */
1881 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1882 {
1883         int cpu, curcpu;
1884
1885         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1886         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1887                 return;
1888         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1889         get_online_cpus();
1890         curcpu = get_cpu();
1891         for_each_online_cpu(cpu) {
1892                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1893                 struct mem_cgroup *memcg;
1894
1895                 memcg = stock->cached;
1896                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1897                         continue;
1898                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1899                         continue;
1900                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1901                         if (cpu == curcpu)
1902                                 drain_local_stock(&stock->work);
1903                         else
1904                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1905                 }
1906         }
1907         put_cpu();
1908         put_online_cpus();
1909         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1910 }
1911
1912 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1913                                         unsigned long action,
1914                                         void *hcpu)
1915 {
1916         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1917         struct memcg_stock_pcp *stock;
1918
1919         if (action == CPU_ONLINE)
1920                 return NOTIFY_OK;
1921
1922         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1923                 return NOTIFY_OK;
1924
1925         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1926         drain_stock(stock);
1927         return NOTIFY_OK;
1928 }
1929
1930 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1931                          unsigned int nr_pages,
1932                          gfp_t gfp_mask)
1933 {
1934         do {
1935                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1936                         continue;
1937                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1938                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1939         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1940 }
1941
1942 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1943 {
1944         struct mem_cgroup *memcg;
1945
1946         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1947         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1948 }
1949
1950 /*
1951  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1952  * and reclaims memory over the high limit.
1953  */
1954 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1955 {
1956         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1957         struct mem_cgroup *memcg;
1958
1959         if (likely(!nr_pages))
1960                 return;
1961
1962         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1963         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1964         css_put(&memcg->css);
1965         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1966 }
1967
1968 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1969                       unsigned int nr_pages)
1970 {
1971         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1972         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1973         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1974         struct page_counter *counter;
1975         unsigned long nr_reclaimed;
1976         bool may_swap = true;
1977         bool drained = false;
1978
1979         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1980                 return 0;
1981 retry:
1982         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1983                 return 0;
1984
1985         if (!do_memsw_account() ||
1986             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1987                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1988                         goto done_restock;
1989                 if (do_memsw_account())
1990                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1991                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1992         } else {
1993                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1994                 may_swap = false;
1995         }
1996
1997         if (batch > nr_pages) {
1998                 batch = nr_pages;
1999                 goto retry;
2000         }
2001
2002         /*
2003          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2004          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2005          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2006          * free their memory.
2007          */
2008         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2009                      fatal_signal_pending(current) ||
2010                      current->flags & PF_EXITING))
2011                 goto force;
2012
2013         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2014                 goto nomem;
2015
2016         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2017                 goto nomem;
2018
2019         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2020
2021         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2022                                                     gfp_mask, may_swap);
2023
2024         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2025                 goto retry;
2026
2027         if (!drained) {
2028                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2029                 drained = true;
2030                 goto retry;
2031         }
2032
2033         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2034                 goto nomem;
2035         /*
2036          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2037          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2038          * before killing the task.
2039          *
2040          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2041          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2042          * to regular pages anyway in case of failure.
2043          */
2044         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2045                 goto retry;
2046         /*
2047          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2048          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2049          */
2050         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2051                 goto retry;
2052
2053         if (nr_retries--)
2054                 goto retry;
2055
2056         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2057                 goto force;
2058
2059         if (fatal_signal_pending(current))
2060                 goto force;
2061
2062         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2063
2064         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2065                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2066 nomem:
2067         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2068                 return -ENOMEM;
2069 force:
2070         /*
2071          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2072          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2073          * temporarily by force charging it.
2074          */
2075         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2076         if (do_memsw_account())
2077                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2078         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2079
2080         return 0;
2081
2082 done_restock:
2083         css_get_many(&memcg->css, batch);
2084         if (batch > nr_pages)
2085                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2086
2087         /*
2088          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2089          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2090          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2091          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2092          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2093          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2094          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2095          */
2096         do {
2097                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2098                         /* Don't bother a random interrupted task */
2099                         if (in_interrupt()) {
2100                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2101                                 break;
2102                         }
2103                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2104                         set_notify_resume(current);
2105                         break;
2106                 }
2107         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2108
2109         return 0;
2110 }
2111
2112 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2113 {
2114         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2115                 return;
2116
2117         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2118         if (do_memsw_account())
2119                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2120
2121         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2122 }
2123
2124 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2125 {
2126         struct zone *zone = page_zone(page);
2127
2128         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2129         if (PageLRU(page)) {
2130                 struct lruvec *lruvec;
2131
2132                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2133                 ClearPageLRU(page);
2134                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2135                 *isolated = 1;
2136         } else
2137                 *isolated = 0;
2138 }
2139
2140 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2141 {
2142         struct zone *zone = page_zone(page);
2143
2144         if (isolated) {
2145                 struct lruvec *lruvec;
2146
2147                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2148                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2149                 SetPageLRU(page);
2150                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2151         }
2152         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2153 }
2154
2155 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2156                           bool lrucare)
2157 {
2158         int isolated;
2159
2160         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2161
2162         /*
2163          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2164          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2165          */
2166         if (lrucare)
2167                 lock_page_lru(page, &isolated);
2168
2169         /*
2170          * Nobody should be changing or seriously looking at
2171          * page->mem_cgroup at this point:
2172          *
2173          * - the page is uncharged
2174          *
2175          * - the page is off-LRU
2176          *
2177          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2178          *   a locked page table
2179          *
2180          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2181          *   have the page locked
2182          */
2183         page->mem_cgroup = memcg;
2184
2185         if (lrucare)
2186                 unlock_page_lru(page, isolated);
2187 }
2188
2189 #ifndef CONFIG_SLOB
2190 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2191 {
2192         int id, size;
2193         int err;
2194
2195         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2196                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2197         if (id < 0)
2198                 return id;
2199
2200         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2201                 return id;
2202
2203         /*
2204          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2205          * so we have to grow them.
2206          */
2207         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2208
2209         size = 2 * (id + 1);
2210         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2211                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2212         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2213                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2214
2215         err = memcg_update_all_caches(size);
2216         if (!err)
2217                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2218         if (!err)
2219                 memcg_nr_cache_ids = size;
2220
2221         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2222
2223         if (err) {
2224                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2225                 return err;
2226         }
2227         return id;
2228 }
2229
2230 static void memcg_free_cache_id(int id)
2231 {
2232         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2233 }
2234
2235 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2236         struct mem_cgroup *memcg;
2237         struct kmem_cache *cachep;
2238         struct work_struct work;
2239 };
2240
2241 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2242 {
2243         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2244                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2245         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2246         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2247
2248         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2249
2250         css_put(&memcg->css);
2251         kfree(cw);
2252 }
2253
2254 /*
2255  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2256  */
2257 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2258                                                struct kmem_cache *cachep)
2259 {
2260         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2261
2262         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2263         if (!cw)
2264                 return;
2265
2266         css_get(&memcg->css);
2267
2268         cw->memcg = memcg;
2269         cw->cachep = cachep;
2270         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2271
2272         schedule_work(&cw->work);
2273 }
2274
2275 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2276                                              struct kmem_cache *cachep)
2277 {
2278         /*
2279          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2280          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2281          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2282          *
2283          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2284          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2285          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2286          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2287          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2288          */
2289         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2290         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2291         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2296  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2297  *
2298  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2299  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2300  * in a workqueue.
2301  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2302  * the original cache.
2303  *
2304  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2305  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2306  */
2307 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2308 {
2309         struct mem_cgroup *memcg;
2310         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2311         int kmemcg_id;
2312
2313         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2314
2315         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2316                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2317
2318         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2319                 return cachep;
2320
2321         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2322                 return cachep;
2323
2324         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2325         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2326         if (kmemcg_id < 0)
2327                 goto out;
2328
2329         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2330         if (likely(memcg_cachep))
2331                 return memcg_cachep;
2332
2333         /*
2334          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2335          * context), we could be be predictable and return right away.
2336          * This would guarantee that the allocation being performed
2337          * already belongs in the new cache.
2338          *
2339          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2340          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2341          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2342          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2343          * defer everything.
2344          */
2345         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2346 out:
2347         css_put(&memcg->css);
2348         return cachep;
2349 }
2350
2351 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2352 {
2353         if (!is_root_cache(cachep))
2354                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2355 }
2356
2357 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2358                               struct mem_cgroup *memcg)
2359 {
2360         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2361         struct page_counter *counter;
2362         int ret;
2363
2364         if (!memcg_kmem_online(memcg))
2365                 return 0;
2366
2367         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2368         if (ret)
2369                 return ret;
2370
2371         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2372             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2373                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2374                 return -ENOMEM;
2375         }
2376
2377         page->mem_cgroup = memcg;
2378
2379         return 0;
2380 }
2381
2382 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2383 {
2384         struct mem_cgroup *memcg;
2385         int ret;
2386
2387         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2388         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2389         css_put(&memcg->css);
2390         return ret;
2391 }
2392
2393 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2394 {
2395         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2396         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2397
2398         if (!memcg)
2399                 return;
2400
2401         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2402
2403         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2404                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2405
2406         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2407         if (do_memsw_account())
2408                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2409
2410         page->mem_cgroup = NULL;
2411         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2412 }
2413 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2414
2415 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2416
2417 /*
2418  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2419  * zone->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2420  */
2421 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2422 {
2423         int i;
2424
2425         if (mem_cgroup_disabled())
2426                 return;
2427
2428         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2429                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2430
2431         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2432                        HPAGE_PMD_NR);
2433 }
2434 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2435
2436 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2437 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2438                                          bool charge)
2439 {
2440         int val = (charge) ? 1 : -1;
2441         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2442 }
2443
2444 /**
2445  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2446  * @entry: swap entry to be moved
2447  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2448  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2449  *
2450  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2451  * as the mem_cgroup's id of @from.
2452  *
2453  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2454  *
2455  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2456  * both res and memsw, and called css_get().
2457  */
2458 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2459                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2460 {
2461         unsigned short old_id, new_id;
2462
2463         old_id = mem_cgroup_id(from);
2464         new_id = mem_cgroup_id(to);
2465
2466         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2467                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2468                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2469                 return 0;
2470         }
2471         return -EINVAL;
2472 }
2473 #else
2474 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2475                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2476 {
2477         return -EINVAL;
2478 }
2479 #endif
2480
2481 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2482
2483 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2484                                    unsigned long limit)
2485 {
2486         unsigned long curusage;
2487         unsigned long oldusage;
2488         bool enlarge = false;
2489         int retry_count;
2490         int ret;
2491
2492         /*
2493          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2494          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2495          * of # of children which we should visit in this loop.
2496          */
2497         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2498                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2499
2500         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2501
2502         do {
2503                 if (signal_pending(current)) {
2504                         ret = -EINTR;
2505                         break;
2506                 }
2507
2508                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2509                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2510                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2511                         ret = -EINVAL;
2512                         break;
2513                 }
2514                 if (limit > memcg->memory.limit)
2515                         enlarge = true;
2516                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2517                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2518
2519                 if (!ret)
2520                         break;
2521
2522                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2523
2524                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2525                 /* Usage is reduced ? */
2526                 if (curusage >= oldusage)
2527                         retry_count--;
2528                 else
2529                         oldusage = curusage;
2530         } while (retry_count);
2531
2532         if (!ret && enlarge)
2533                 memcg_oom_recover(memcg);
2534
2535         return ret;
2536 }
2537
2538 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2539                                          unsigned long limit)
2540 {
2541         unsigned long curusage;
2542         unsigned long oldusage;
2543         bool enlarge = false;
2544         int retry_count;
2545         int ret;
2546
2547         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2548         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2549                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2550
2551         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2552
2553         do {
2554                 if (signal_pending(current)) {
2555                         ret = -EINTR;
2556                         break;
2557                 }
2558
2559                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2560                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2561                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2562                         ret = -EINVAL;
2563                         break;
2564                 }
2565                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2566                         enlarge = true;
2567                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2568                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2569
2570                 if (!ret)
2571                         break;
2572
2573                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2574
2575                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2576                 /* Usage is reduced ? */
2577                 if (curusage >= oldusage)
2578                         retry_count--;
2579                 else
2580                         oldusage = curusage;
2581         } while (retry_count);
2582
2583         if (!ret && enlarge)
2584                 memcg_oom_recover(memcg);
2585
2586         return ret;
2587 }
2588
2589 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2590                                             gfp_t gfp_mask,
2591                                             unsigned long *total_scanned)
2592 {
2593         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2594         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2595         unsigned long reclaimed;
2596         int loop = 0;
2597         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2598         unsigned long excess;
2599         unsigned long nr_scanned;
2600
2601         if (order > 0)
2602                 return 0;
2603
2604         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2605         /*
2606          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2607          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2608          * pressure
2609          */
2610         do {
2611                 if (next_mz)
2612                         mz = next_mz;
2613                 else
2614                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2615                 if (!mz)
2616                         break;
2617
2618                 nr_scanned = 0;
2619                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2620                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2621                 nr_reclaimed += reclaimed;
2622                 *total_scanned += nr_scanned;
2623                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2624                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2625
2626                 /*
2627                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2628                  * it is time to move on to the next cgroup
2629                  */
2630                 next_mz = NULL;
2631                 if (!reclaimed)
2632                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2633
2634                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2635                 /*
2636                  * One school of thought says that we should not add
2637                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2638                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2639                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2640                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2641                  * term TODO.
2642                  */
2643                 /* If excess == 0, no tree ops */
2644                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2645                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2646                 css_put(&mz->memcg->css);
2647                 loop++;
2648                 /*
2649                  * Could not reclaim anything and there are no more
2650                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2651                  * reclaiming anything.
2652                  */
2653                 if (!nr_reclaimed &&
2654                         (next_mz == NULL ||
2655                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2656                         break;
2657         } while (!nr_reclaimed);
2658         if (next_mz)
2659                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2660         return nr_reclaimed;
2661 }
2662
2663 /*
2664  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2665  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2666  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2667  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2668  */
2669 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2670 {
2671         bool ret;
2672
2673         rcu_read_lock();
2674         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2675         rcu_read_unlock();
2676         return ret;
2677 }
2678
2679 /*
2680  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2681  * the rest to the parent.
2682  *
2683  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2684  */
2685 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2686 {
2687         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2688
2689         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2690         lru_add_drain_all();
2691         /* try to free all pages in this cgroup */
2692         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2693                 int progress;
2694
2695                 if (signal_pending(current))
2696                         return -EINTR;
2697
2698                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2699                                                         GFP_KERNEL, true);
2700                 if (!progress) {
2701                         nr_retries--;
2702                         /* maybe some writeback is necessary */
2703                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2704                 }
2705
2706         }
2707
2708         return 0;
2709 }
2710
2711 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2712                                             char *buf, size_t nbytes,
2713                                             loff_t off)
2714 {
2715         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2716
2717         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2718                 return -EINVAL;
2719         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2720 }
2721
2722 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2723                                      struct cftype *cft)
2724 {
2725         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2726 }
2727
2728 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2729                                       struct cftype *cft, u64 val)
2730 {
2731         int retval = 0;
2732         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2733         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2734
2735         if (memcg->use_hierarchy == val)
2736                 return 0;
2737
2738         /*
2739          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2740          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2741          * occur, provided the current cgroup has no children.
2742          *
2743          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2744          * set if there are no children.
2745          */
2746         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2747                                 (val == 1 || val == 0)) {
2748                 if (!memcg_has_children(memcg))
2749                         memcg->use_hierarchy = val;
2750                 else
2751                         retval = -EBUSY;
2752         } else
2753                 retval = -EINVAL;
2754
2755         return retval;
2756 }
2757
2758 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2759                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2760 {
2761         struct mem_cgroup *iter;
2762         unsigned long val = 0;
2763
2764         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2765                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2766
2767         return val;
2768 }
2769
2770 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2771 {
2772         unsigned long val;
2773
2774         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2775                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2776                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2777                 if (swap)
2778                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2779         } else {
2780                 if (!swap)
2781                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2782                 else
2783                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2784         }
2785         return val;
2786 }
2787
2788 enum {
2789         RES_USAGE,
2790         RES_LIMIT,
2791         RES_MAX_USAGE,
2792         RES_FAILCNT,
2793         RES_SOFT_LIMIT,
2794 };
2795
2796 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2797                                struct cftype *cft)
2798 {
2799         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2800         struct page_counter *counter;
2801
2802         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2803         case _MEM:
2804                 counter = &memcg->memory;
2805                 break;
2806         case _MEMSWAP:
2807                 counter = &memcg->memsw;
2808                 break;
2809         case _KMEM:
2810                 counter = &memcg->kmem;
2811                 break;
2812         case _TCP:
2813                 counter = &memcg->tcpmem;
2814                 break;
2815         default:
2816                 BUG();
2817         }
2818
2819         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2820         case RES_USAGE:
2821                 if (counter == &memcg->memory)
2822                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2823                 if (counter == &memcg->memsw)
2824                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2825                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2826         case RES_LIMIT:
2827                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2828         case RES_MAX_USAGE:
2829                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2830         case RES_FAILCNT:
2831                 return counter->failcnt;
2832         case RES_SOFT_LIMIT:
2833                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2834         default:
2835                 BUG();
2836         }
2837 }
2838
2839 #ifndef CONFIG_SLOB
2840 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2841 {
2842         int memcg_id;
2843
2844         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2845         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2846
2847         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2848         if (memcg_id < 0)
2849                 return memcg_id;
2850
2851         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2852         /*
2853          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2854          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2855          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2856          * patched.
2857          */
2858         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2859         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2860
2861         return 0;
2862 }
2863
2864 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent,
2865                                 struct mem_cgroup *memcg)
2866 {
2867         int ret = 0;
2868
2869         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2870         /*
2871          * If the parent cgroup is not kmem-online now, it cannot be
2872          * onlined after this point, because it has at least one child
2873          * already.
2874          */
2875         if (memcg_kmem_online(parent) ||
2876             (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nokmem))
2877                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2878         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2879         return ret;
2880 }
2881
2882 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2883 {
2884         struct cgroup_subsys_state *css;
2885         struct mem_cgroup *parent, *child;
2886         int kmemcg_id;
2887
2888         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2889                 return;
2890         /*
2891          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2892          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2893          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2894          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2895          */
2896         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2897
2898         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2899
2900         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2901         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2902
2903         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2904         if (!parent)
2905                 parent = root_mem_cgroup;
2906
2907         /*
2908          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2909          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2910          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2911          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2912          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2913          * memcg_drain_all_list_lrus().
2914          */
2915         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2916                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2917                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2918                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2919                 if (!memcg->use_hierarchy)
2920                         break;
2921         }
2922         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2923
2924         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2925 }
2926
2927 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2928 {
2929         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2930         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2931                 memcg_offline_kmem(memcg);
2932
2933         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2934                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2935                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2936                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2937         }
2938 }
2939 #else
2940 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent, struct mem_cgroup *memcg)
2941 {
2942         return 0;
2943 }
2944 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2945 {
2946         return 0;
2947 }
2948 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2949 {
2950 }
2951 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2952 {
2953 }
2954 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2955
2956 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2957                                    unsigned long limit)
2958 {
2959         int ret = 0;
2960
2961         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2962         /* Top-level cgroup doesn't propagate from root */
2963         if (!memcg_kmem_online(memcg)) {
2964                 if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2965                     (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2966                         ret = -EBUSY;
2967                 if (ret)
2968                         goto out;
2969                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2970                 if (ret)
2971                         goto out;
2972         }
2973         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2974 out:
2975         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2976         return ret;
2977 }
2978
2979 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2980 {
2981         int ret;
2982
2983         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2984
2985         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2986         if (ret)
2987                 goto out;
2988
2989         if (!memcg->tcpmem_active) {
2990                 /*
2991                  * The active flag needs to be written after the static_key
2992                  * update. This is what guarantees that the socket activation
2993                  * function is the last one to run. See sock_update_memcg() for
2994                  * details, and note that we don't mark any socket as belonging
2995                  * to this memcg until that flag is up.
2996                  *
2997                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
2998                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
2999                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3000                  * yet, we'll lose accounting.
3001                  *
3002                  * We never race with the readers in sock_update_memcg(),
3003                  * because when this value change, the code to process it is not
3004                  * patched in yet.
3005                  */
3006                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3007                 memcg->tcpmem_active = true;
3008         }
3009 out:
3010         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3011         return ret;
3012 }
3013
3014 /*
3015  * The user of this function is...
3016  * RES_LIMIT.
3017  */
3018 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3019                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3020 {
3021         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3022         unsigned long nr_pages;
3023         int ret;
3024
3025         buf = strstrip(buf);
3026         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3027         if (ret)
3028                 return ret;
3029
3030         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3031         case RES_LIMIT:
3032                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3033                         ret = -EINVAL;
3034                         break;
3035                 }
3036                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3037                 case _MEM:
3038                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3039                         break;
3040                 case _MEMSWAP:
3041                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3042                         break;
3043                 case _KMEM:
3044                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3045                         break;
3046                 case _TCP:
3047                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3048                         break;
3049                 }
3050                 break;
3051         case RES_SOFT_LIMIT:
3052                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3053                 ret = 0;
3054                 break;
3055         }
3056         return ret ?: nbytes;
3057 }
3058
3059 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3060                                 size_t nbytes, loff_t off)
3061 {
3062         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3063         struct page_counter *counter;
3064
3065         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3066         case _MEM:
3067                 counter = &memcg->memory;
3068                 break;
3069         case _MEMSWAP:
3070                 counter = &memcg->memsw;
3071                 break;
3072         case _KMEM:
3073                 counter = &memcg->kmem;
3074                 break;
3075         case _TCP:
3076                 counter = &memcg->tcpmem;
3077                 break;
3078         default:
3079                 BUG();
3080         }
3081
3082         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3083         case RES_MAX_USAGE:
3084                 page_counter_reset_watermark(counter);
3085                 break;
3086         case RES_FAILCNT:
3087                 counter->failcnt = 0;
3088                 break;
3089         default:
3090                 BUG();
3091         }
3092
3093         return nbytes;
3094 }
3095
3096 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3097                                         struct cftype *cft)
3098 {
3099         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3100 }
3101
3102 #ifdef CONFIG_MMU
3103 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3104                                         struct cftype *cft, u64 val)
3105 {
3106         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3107
3108         if (val & ~MOVE_MASK)
3109                 return -EINVAL;
3110
3111         /*
3112          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3113          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3114          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3115          * affect task migrations starting after the change.
3116          */
3117         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3118         return 0;
3119 }
3120 #else
3121 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3122                                         struct cftype *cft, u64 val)
3123 {
3124         return -ENOSYS;
3125 }
3126 #endif
3127
3128 #ifdef CONFIG_NUMA
3129 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3130 {
3131         struct numa_stat {
3132                 const char *name;
3133                 unsigned int lru_mask;
3134         };
3135
3136         static const struct numa_stat stats[] = {
3137                 { "total", LRU_ALL },
3138                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3139                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3140                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3141         };
3142         const struct numa_stat *stat;
3143         int nid;
3144         unsigned long nr;
3145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3146
3147         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3148                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3149                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3150                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3151                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3152                                                           stat->lru_mask);
3153                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3154                 }
3155                 seq_putc(m, '\n');
3156         }
3157
3158         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3159                 struct mem_cgroup *iter;
3160
3161                 nr = 0;
3162                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3163                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3164                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3165                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3166                         nr = 0;
3167                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3168                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3169                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3170                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3171                 }
3172                 seq_putc(m, '\n');
3173         }
3174
3175         return 0;
3176 }
3177 #endif /* CONFIG_NUMA */
3178
3179 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3180 {
3181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3182         unsigned long memory, memsw;
3183         struct mem_cgroup *mi;
3184         unsigned int i;
3185
3186         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3187                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3188         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3189                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3190         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3191
3192         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3193                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3194                         continue;
3195                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3196                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3197         }
3198
3199         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3200                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3201                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3202
3203         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3204                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3205                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3206
3207         /* Hierarchical information */
3208         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3209         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3210                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3211                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3212         }
3213         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3214                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3215         if (do_memsw_account())
3216                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3217                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3218
3219         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3220                 unsigned long long val = 0;
3221
3222                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3223                         continue;
3224                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3225                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3226                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3227         }
3228
3229         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3230                 unsigned long long val = 0;
3231
3232                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3233                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3234                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3235                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3236         }
3237
3238         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3239                 unsigned long long val = 0;
3240
3241                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3242                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3243                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3244         }
3245
3246 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3247         {
3248                 int nid, zid;
3249                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3250                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3251                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3252                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3253
3254                 for_each_online_node(nid)
3255                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3256                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3257                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3258
3259                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3260                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3261                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3262                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3263                         }
3264                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3265                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3266                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3267                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3268         }
3269 #endif
3270
3271         return 0;
3272 }
3273
3274 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3275                                       struct cftype *cft)
3276 {
3277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3278
3279         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3280 }
3281
3282 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3283                                        struct cftype *cft, u64 val)
3284 {
3285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3286
3287         if (val > 100)
3288                 return -EINVAL;
3289
3290         if (css->parent)
3291                 memcg->swappiness = val;
3292         else
3293                 vm_swappiness = val;
3294
3295         return 0;
3296 }
3297
3298 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3299 {
3300         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3301         unsigned long usage;
3302         int i;
3303
3304         rcu_read_lock();
3305         if (!swap)
3306                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3307         else
3308                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3309
3310         if (!t)
3311                 goto unlock;
3312
3313         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3314
3315         /*
3316          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3317          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3318          * call of __mem_cgroup_threshold().
3319          */
3320         i = t->current_threshold;
3321
3322         /*
3323          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3324          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3325          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3326          * only one element of the array here.
3327          */
3328         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3329                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3330
3331         /* i = current_threshold + 1 */
3332         i++;
3333
3334         /*
3335          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3336          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3337          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3338          * only one element of the array here.
3339          */
3340         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3341                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3342
3343         /* Update current_threshold */
3344         t->current_threshold = i - 1;
3345 unlock:
3346         rcu_read_unlock();
3347 }
3348
3349 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3350 {
3351         while (memcg) {
3352                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3353                 if (do_memsw_account())
3354                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3355
3356                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3357         }
3358 }
3359
3360 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3361 {
3362         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3363         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3364
3365         if (_a->threshold > _b->threshold)
3366                 return 1;
3367
3368         if (_a->threshold < _b->threshold)
3369                 return -1;
3370
3371         return 0;
3372 }
3373
3374 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3375 {
3376         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3377
3378         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3379
3380         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3381                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3382
3383         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3384         return 0;
3385 }
3386
3387 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3388 {
3389         struct mem_cgroup *iter;
3390
3391         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3392                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3393 }
3394
3395 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3396         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3397 {
3398         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3399         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3400         unsigned long threshold;
3401         unsigned long usage;
3402         int i, size, ret;
3403
3404         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3405         if (ret)
3406                 return ret;
3407
3408         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3409
3410         if (type == _MEM) {
3411                 thresholds = &memcg->thresholds;
3412                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3413         } else if (type == _MEMSWAP) {
3414                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3415                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3416         } else
3417                 BUG();
3418
3419         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3420         if (thresholds->primary)
3421                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3422
3423         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3424
3425         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3426         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3427                         GFP_KERNEL);
3428         if (!new) {
3429                 ret = -ENOMEM;
3430                 goto unlock;
3431         }
3432         new->size = size;
3433
3434         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3435         if (thresholds->primary) {
3436                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3437                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3438         }
3439
3440         /* Add new threshold */
3441         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3442         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3443
3444         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3445         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3446                         compare_thresholds, NULL);
3447
3448         /* Find current threshold */
3449         new->current_threshold = -1;
3450         for (i = 0; i < size; i++) {
3451                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3452                         /*
3453                          * new->current_threshold will not be used until
3454                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3455                          * it here.
3456                          */
3457                         ++new->current_threshold;
3458                 } else
3459                         break;
3460         }
3461
3462         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3463         kfree(thresholds->spare);
3464         thresholds->spare = thresholds->primary;
3465
3466         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3467
3468         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3469         synchronize_rcu();
3470
3471 unlock:
3472         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3473
3474         return ret;
3475 }
3476
3477 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3478         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3479 {
3480         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3481 }
3482
3483 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3484         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3485 {
3486         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3487 }
3488
3489 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3490         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3491 {
3492         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3493         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3494         unsigned long usage;
3495         int i, j, size;
3496
3497         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3498
3499         if (type == _MEM) {
3500                 thresholds = &memcg->thresholds;
3501                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3502         } else if (type == _MEMSWAP) {
3503                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3504                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3505         } else
3506                 BUG();
3507
3508         if (!thresholds->primary)
3509                 goto unlock;
3510
3511         /* Check if a threshold crossed before removing */
3512         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3513
3514         /* Calculate new number of threshold */
3515         size = 0;
3516         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3517                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3518                         size++;
3519         }
3520
3521         new = thresholds->spare;
3522
3523         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3524         if (!size) {
3525                 kfree(new);
3526                 new = NULL;
3527                 goto swap_buffers;
3528         }
3529
3530         new->size = size;
3531
3532         /* Copy thresholds and find current threshold */
3533         new->current_threshold = -1;
3534         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3535                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3536                         continue;
3537
3538                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3539                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3540                         /*
3541                          * new->current_threshold will not be used
3542                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3543                          * it here.
3544                          */
3545                         ++new->current_threshold;
3546                 }
3547                 j++;
3548         }
3549
3550 swap_buffers:
3551         /* Swap primary and spare array */
3552         thresholds->spare = thresholds->primary;
3553
3554         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3555
3556         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3557         synchronize_rcu();
3558
3559         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3560         if (!new) {
3561                 kfree(thresholds->spare);
3562                 thresholds->spare = NULL;
3563         }
3564 unlock:
3565         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3566 }
3567
3568 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3569         struct eventfd_ctx *eventfd)
3570 {
3571         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3572 }
3573
3574 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3575         struct eventfd_ctx *eventfd)
3576 {
3577         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3578 }
3579
3580 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3581         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3582 {
3583         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3584
3585         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3586         if (!event)
3587                 return -ENOMEM;
3588
3589         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3590
3591         event->eventfd = eventfd;
3592         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3593
3594         /* already in OOM ? */
3595         if (memcg->under_oom)
3596                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3598
3599         return 0;
3600 }
3601
3602 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3603         struct eventfd_ctx *eventfd)
3604 {
3605         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3606
3607         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3608
3609         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3610                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3611                         list_del(&ev->list);
3612                         kfree(ev);
3613                 }
3614         }
3615
3616         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3617 }
3618
3619 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3620 {
3621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3622
3623         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3624         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3625         return 0;
3626 }
3627
3628 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3629         struct cftype *cft, u64 val)
3630 {
3631         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3632
3633         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3634         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3635                 return -EINVAL;
3636
3637         memcg->oom_kill_disable = val;
3638         if (!val)
3639                 memcg_oom_recover(memcg);
3640
3641         return 0;
3642 }
3643
3644 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3645
3646 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3647 {
3648         return &memcg->cgwb_list;
3649 }
3650
3651 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3652 {
3653         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3654 }
3655
3656 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3657 {
3658         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3659 }
3660
3661 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3662 {
3663         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3664 }
3665
3666 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3667 {
3668         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3669
3670         if (!memcg->css.parent)
3671                 return NULL;
3672
3673         return &memcg->cgwb_domain;
3674 }
3675
3676 /**
3677  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3678  * @wb: bdi_writeback in question
3679  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3680  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3681  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3682  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3683  *
3684  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3685  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3686  * is a bit more involved.
3687  *
3688  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3689  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3690  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3691  * available memory in the system.  The caller should further cap
3692  * *@pheadroom accordingly.
3693  */
3694 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3695                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3696                          unsigned long *pwriteback)
3697 {
3698         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3699         struct mem_cgroup *parent;
3700
3701         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3702
3703         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3704         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3705         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3706                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3707         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3708
3709         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3710                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3711                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3712
3713                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3714                 memcg = parent;
3715         }
3716 }
3717
3718 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3719
3720 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3721 {
3722         return 0;
3723 }
3724
3725 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3726 {
3727 }
3728
3729 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3730 {
3731 }
3732
3733 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3734
3735 /*
3736  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3737  *
3738  * "cgroup.event_control" implementation.
3739  *
3740  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3741  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3742  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3743  *
3744  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3745  * possible.
3746  */
3747
3748 /*
3749  * Unregister event and free resources.
3750  *
3751  * Gets called from workqueue.
3752  */
3753 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3754 {
3755         struct mem_cgroup_event *event =
3756                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3757         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3758
3759         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3760
3761         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3762
3763         /* Notify userspace the event is going away. */
3764         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3765
3766         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3767         kfree(event);
3768         css_put(&memcg->css);
3769 }
3770
3771 /*
3772  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3773  *
3774  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3775  */
3776 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3777                             int sync, void *key)
3778 {
3779         struct mem_cgroup_event *event =
3780                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3781         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3782         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3783
3784         if (flags & POLLHUP) {
3785                 /*
3786                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3787                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3788                  * for us.
3789                  *
3790                  * We can't race against event freeing since the other
3791                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3792                  * which we hold.
3793                  */
3794                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3795                 if (!list_empty(&event->list)) {
3796                         list_del_init(&event->list);
3797                         /*
3798                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3799                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3800                          */
3801                         schedule_work(&event->remove);
3802                 }
3803                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3804         }
3805
3806         return 0;
3807 }
3808
3809 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3810                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3811 {
3812         struct mem_cgroup_event *event =
3813                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3814
3815         event->wqh = wqh;
3816         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3817 }
3818
3819 /*
3820  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3821  *
3822  * Parse input and register new cgroup event handler.
3823  *
3824  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3825  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3826  */
3827 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3828                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3829 {
3830         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3831         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3832         struct mem_cgroup_event *event;
3833         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3834         unsigned int efd, cfd;
3835         struct fd efile;
3836         struct fd cfile;
3837         const char *name;
3838         char *endp;
3839         int ret;
3840
3841         buf = strstrip(buf);
3842
3843         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3844         if (*endp != ' ')
3845                 return -EINVAL;
3846         buf = endp + 1;
3847
3848         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3849         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3850                 return -EINVAL;
3851         buf = endp + 1;
3852
3853         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3854         if (!event)
3855                 return -ENOMEM;
3856
3857         event->memcg = memcg;
3858         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3859         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3860         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3861         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3862
3863         efile = fdget(efd);
3864         if (!efile.file) {
3865                 ret = -EBADF;
3866                 goto out_kfree;
3867         }
3868
3869         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3870         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3871                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3872                 goto out_put_efile;
3873         }
3874
3875         cfile = fdget(cfd);
3876         if (!cfile.file) {
3877                 ret = -EBADF;
3878                 goto out_put_eventfd;
3879         }
3880
3881         /* the process need read permission on control file */
3882         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3883         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3884         if (ret < 0)
3885                 goto out_put_cfile;
3886
3887         /*
3888          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3889          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3890          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3891          * is for compatibility anyway.
3892          *
3893          * DO NOT ADD NEW FILES.
3894          */
3895         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3896
3897         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3898                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3899                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3900         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3901                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3902                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3903         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3904                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3905                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3906         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3907                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3908                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3909         } else {
3910                 ret = -EINVAL;
3911                 goto out_put_cfile;
3912         }
3913
3914         /*
3915          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3916          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3917          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3918          */
3919         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3920                                                &memory_cgrp_subsys);
3921         ret = -EINVAL;
3922         if (IS_ERR(cfile_css))
3923                 goto out_put_cfile;
3924         if (cfile_css != css) {
3925                 css_put(cfile_css);
3926                 goto out_put_cfile;
3927         }
3928
3929         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3930         if (ret)
3931                 goto out_put_css;
3932
3933         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3934
3935         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3936         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3937         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3938
3939         fdput(cfile);
3940         fdput(efile);
3941
3942         return nbytes;
3943
3944 out_put_css:
3945         css_put(css);
3946 out_put_cfile:
3947         fdput(cfile);
3948 out_put_eventfd:
3949         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3950 out_put_efile:
3951         fdput(efile);
3952 out_kfree:
3953         kfree(event);
3954
3955         return ret;
3956 }
3957
3958 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3959         {
3960                 .name = "usage_in_bytes",
3961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3962                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3963         },
3964         {
3965                 .name = "max_usage_in_bytes",
3966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3967                 .write = mem_cgroup_reset,
3968                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3969         },
3970         {
3971                 .name = "limit_in_bytes",
3972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3973                 .write = mem_cgroup_write,
3974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3975         },
3976         {
3977                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3979                 .write = mem_cgroup_write,
3980                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3981         },
3982         {
3983                 .name = "failcnt",
3984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3985                 .write = mem_cgroup_reset,
3986                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3987         },
3988         {
3989                 .name = "stat",
3990                 .seq_show = memcg_stat_show,
3991         },
3992         {
3993                 .name = "force_empty",
3994                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
3995         },
3996         {
3997                 .name = "use_hierarchy",
3998                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
3999                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4000         },
4001         {
4002                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4003                 .write = memcg_write_event_control,
4004                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4005         },
4006         {
4007                 .name = "swappiness",
4008                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4009                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4010         },
4011         {
4012                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4013                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4014                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4015         },
4016         {
4017                 .name = "oom_control",
4018                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4019                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4021         },
4022         {
4023                 .name = "pressure_level",
4024         },
4025 #ifdef CONFIG_NUMA
4026         {
4027                 .name = "numa_stat",
4028                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4029         },
4030 #endif
4031         {
4032                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4034                 .write = mem_cgroup_write,
4035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4036         },
4037         {
4038                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4041         },
4042         {
4043                 .name = "kmem.failcnt",
4044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4045                 .write = mem_cgroup_reset,
4046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4047         },
4048         {
4049                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4051                 .write = mem_cgroup_reset,
4052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4053         },
4054 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4055         {
4056                 .name = "kmem.slabinfo",
4057                 .seq_start = slab_start,
4058                 .seq_next = slab_next,
4059                 .seq_stop = slab_stop,
4060                 .seq_show = memcg_slab_show,
4061         },
4062 #endif
4063         {
4064                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4066                 .write = mem_cgroup_write,
4067                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4068         },
4069         {
4070                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4071                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4073         },
4074         {
4075                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4077                 .write = mem_cgroup_reset,
4078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4079         },
4080         {
4081                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4083                 .write = mem_cgroup_reset,
4084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4085         },
4086         { },    /* terminate */
4087 };
4088
4089 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4090 {
4091         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4092         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4093         int zone, tmp = node;
4094         /*
4095          * This routine is called against possible nodes.
4096          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4097          *
4098          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4099          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4100          *       function.
4101          */
4102         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4103                 tmp = -1;
4104         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4105         if (!pn)
4106                 return 1;
4107
4108         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4109                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4110                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4111                 mz->usage_in_excess = 0;
4112                 mz->on_tree = false;
4113                 mz->memcg = memcg;
4114         }
4115         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4116         return 0;
4117 }
4118
4119 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4120 {
4121         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4122 }
4123
4124 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4125 {
4126         int node;
4127
4128         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4129         for_each_node(node)
4130                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4131         free_percpu(memcg->stat);
4132         kfree(memcg);
4133 }
4134
4135 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4136 {
4137         struct mem_cgroup *memcg;
4138         size_t size;
4139         int node;
4140
4141         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4142         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4143
4144         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4145         if (!memcg)
4146                 return NULL;
4147
4148         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4149         if (!memcg->stat)
4150                 goto fail;
4151
4152         for_each_node(node)
4153                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4154                         goto fail;
4155
4156         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4157                 goto fail;
4158
4159         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4160         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4161         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4162         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4163         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4164         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4165         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4166         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4167         memcg->socket_pressure = jiffies;
4168 #ifndef CONFIG_SLOB
4169         memcg->kmemcg_id = -1;
4170 #endif
4171 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4172         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4173 #endif
4174         return memcg;
4175 fail:
4176         mem_cgroup_free(memcg);
4177         return NULL;
4178 }
4179
4180 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4181 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4182 {
4183         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4184         struct mem_cgroup *memcg;
4185         long error = -ENOMEM;
4186
4187         memcg = mem_cgroup_alloc();
4188         if (!memcg)
4189                 return ERR_PTR(error);
4190
4191         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4192         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4193         if (parent) {
4194                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4195                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4196         }
4197         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4198                 memcg->use_hierarchy = true;
4199                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4200                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4201                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4202                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4203                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4204         } else {
4205                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4206                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4207                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4208                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4209                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4210                 /*
4211                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4212                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4213                  * unfortunate state in our controller.
4214                  */
4215                 if (parent != root_mem_cgroup)
4216                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4217         }
4218
4219         /* The following stuff does not apply to the root */
4220         if (!parent) {
4221                 root_mem_cgroup = memcg;
4222                 return &memcg->css;
4223         }
4224
4225         error = memcg_propagate_kmem(parent, memcg);
4226         if (error)
4227                 goto fail;
4228
4229         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4230                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4231
4232         return &memcg->css;
4233 fail:
4234         mem_cgroup_free(memcg);
4235         return NULL;
4236 }
4237
4238 static int
4239 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4240 {
4241         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4242                 return -ENOSPC;
4243
4244         return 0;
4245 }
4246
4247 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4248 {
4249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4250         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4251
4252         /*
4253          * Unregister events and notify userspace.
4254          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4255          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4256          */
4257         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4258         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4259                 list_del_init(&event->list);
4260                 schedule_work(&event->remove);
4261         }
4262         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4263
4264         memcg_offline_kmem(memcg);
4265         wb_memcg_offline(memcg);
4266 }
4267
4268 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4269 {
4270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4271
4272         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4273 }
4274
4275 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4276 {
4277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4278
4279         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4280                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4281
4282         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4283                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4284
4285         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4286         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4287         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4288         memcg_free_kmem(memcg);
4289         mem_cgroup_free(memcg);
4290 }
4291
4292 /**
4293  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4294  * @css: the target css
4295  *
4296  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4297  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4298  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4299  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4300  * made visible again.
4301  *
4302  * The current implementation only resets the essential configurations.
4303  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4304  */
4305 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4306 {
4307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4308
4309         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4310         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4311         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4312         memcg->low = 0;
4313         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4314         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4315         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4316 }
4317
4318 #ifdef CONFIG_MMU
4319 /* Handlers for move charge at task migration. */
4320 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4321 {
4322         int ret;
4323
4324         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4325         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4326         if (!ret) {
4327                 mc.precharge += count;
4328                 return ret;
4329         }
4330
4331         /* Try charges one by one with reclaim */
4332         while (count--) {
4333                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4334                 if (ret)
4335                         return ret;
4336                 mc.precharge++;
4337                 cond_resched();
4338         }
4339         return 0;
4340 }
4341
4342 /**
4343  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4344  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4345  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4346  * @ptent: the pte to be checked
4347  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4348  *
4349  * Returns
4350  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4351  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4352  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4353  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4354  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4355  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4356  *     in target->ent.
4357  *
4358  * Called with pte lock held.
4359  */
4360 union mc_target {
4361         struct page     *page;
4362         swp_entry_t     ent;
4363 };
4364
4365 enum mc_target_type {
4366         MC_TARGET_NONE = 0,
4367         MC_TARGET_PAGE,
4368         MC_TARGET_SWAP,
4369 };
4370
4371 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4372                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4373 {
4374         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4375
4376         if (!page || !page_mapped(page))
4377                 return NULL;
4378         if (PageAnon(page)) {
4379                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4380                         return NULL;
4381         } else {
4382                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4383                         return NULL;
4384         }
4385         if (!get_page_unless_zero(page))
4386                 return NULL;
4387
4388         return page;
4389 }
4390
4391 #ifdef CONFIG_SWAP
4392 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4393                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4394 {
4395         struct page *page = NULL;
4396         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4397
4398         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4399                 return NULL;
4400         /*
4401          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4402          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4403          */
4404         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4405         if (do_memsw_account())
4406                 entry->val = ent.val;
4407
4408         return page;
4409 }
4410 #else
4411 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4412                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4413 {
4414         return NULL;
4415 }
4416 #endif
4417
4418 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4419                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4420 {
4421         struct page *page = NULL;
4422         struct address_space *mapping;
4423         pgoff_t pgoff;
4424
4425         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4426                 return NULL;
4427         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4428                 return NULL;
4429
4430         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4431         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4432
4433         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4434 #ifdef CONFIG_SWAP
4435         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4436         if (shmem_mapping(mapping)) {
4437                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4438                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4439                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4440                         if (do_memsw_account())
4441                                 *entry = swp;
4442                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4443                 }
4444         } else
4445                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4446 #else
4447         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4448 #endif
4449         return page;
4450 }
4451
4452 /**
4453  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4454  * @page: the page
4455  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4456  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4457  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4458  *
4459  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4460  *
4461  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4462  * from old cgroup.
4463  */
4464 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4465                                    bool compound,
4466                                    struct mem_cgroup *from,
4467                                    struct mem_cgroup *to)
4468 {
4469         unsigned long flags;
4470         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4471         int ret;
4472         bool anon;
4473
4474         VM_BUG_ON(from == to);
4475         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4476         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4477
4478         /*
4479          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4480          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4481          */
4482         ret = -EBUSY;
4483         if (!trylock_page(page))
4484                 goto out;
4485
4486         ret = -EINVAL;
4487         if (page->mem_cgroup != from)
4488                 goto out_unlock;
4489
4490         anon = PageAnon(page);
4491
4492         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4493
4494         if (!anon && page_mapped(page)) {
4495                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4496                                nr_pages);
4497                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4498                                nr_pages);
4499         }
4500
4501         /*
4502          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4503          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4504          * So mapping should be stable for dirty pages.
4505          */
4506         if (!anon && PageDirty(page)) {
4507                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4508
4509                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4510                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4511                                        nr_pages);
4512                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4513                                        nr_pages);
4514                 }
4515         }
4516
4517         if (PageWriteback(page)) {
4518                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4519                                nr_pages);
4520                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4521                                nr_pages);
4522         }
4523
4524         /*
4525          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4526          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4527          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4528          */
4529
4530         /* caller should have done css_get */
4531         page->mem_cgroup = to;
4532         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4533
4534         ret = 0;
4535
4536         local_irq_disable();
4537         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4538         memcg_check_events(to, page);
4539         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4540         memcg_check_events(from, page);
4541         local_irq_enable();
4542 out_unlock:
4543         unlock_page(page);
4544 out:
4545         return ret;
4546 }
4547
4548 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4549                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4550 {
4551         struct page *page = NULL;
4552         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4553         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4554
4555         if (pte_present(ptent))
4556                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4557         else if (is_swap_pte(ptent))
4558                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4559         else if (pte_none(ptent))
4560                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4561
4562         if (!page && !ent.val)
4563                 return ret;
4564         if (page) {
4565                 /*
4566                  * Do only loose check w/o serialization.
4567                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4568                  * not under LRU exclusion.
4569                  */
4570                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4571                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4572                         if (target)
4573                                 target->page = page;
4574                 }
4575                 if (!ret || !target)
4576                         put_page(page);
4577         }
4578         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4579         if (ent.val && !ret &&
4580             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4581                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4582                 if (target)
4583                         target->ent = ent;
4584         }
4585         return ret;
4586 }
4587
4588 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4589 /*
4590  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4591  * support them for now.
4592  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4593  */
4594 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4595                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4596 {
4597         struct page *page = NULL;
4598         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4599
4600         page = pmd_page(pmd);
4601         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4602         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4603                 return ret;
4604         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4605                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4606                 if (target) {
4607                         get_page(page);
4608                         target->page = page;
4609                 }
4610         }
4611         return ret;
4612 }
4613 #else
4614 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4615                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4616 {
4617         return MC_TARGET_NONE;
4618 }
4619 #endif
4620
4621 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4622                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4623                                         struct mm_walk *walk)
4624 {
4625         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4626         pte_t *pte;
4627         spinlock_t *ptl;
4628
4629         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4630                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4631                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4632                 spin_unlock(ptl);
4633                 return 0;
4634         }
4635
4636         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4637                 return 0;
4638         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4639         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4640                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4641                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4642         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4643         cond_resched();
4644
4645         return 0;
4646 }
4647
4648 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4649 {
4650         unsigned long precharge;
4651
4652         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4653                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4654                 .mm = mm,
4655         };
4656         down_read(&mm->mmap_sem);
4657         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4658         up_read(&mm->mmap_sem);
4659
4660         precharge = mc.precharge;
4661         mc.precharge = 0;
4662
4663         return precharge;
4664 }
4665
4666 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4667 {
4668         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4669
4670         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4671         mc.moving_task = current;
4672         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4673 }
4674
4675 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4676 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4677 {
4678         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4679         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4680
4681         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4682         if (mc.precharge) {
4683                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4684                 mc.precharge = 0;
4685         }
4686         /*
4687          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4688          * we must uncharge here.
4689          */
4690         if (mc.moved_charge) {
4691                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4692                 mc.moved_charge = 0;
4693         }
4694         /* we must fixup refcnts and charges */
4695         if (mc.moved_swap) {
4696                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4697                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4698                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4699
4700                 /*
4701                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4702                  * should uncharge to->memory.
4703                  */
4704                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4705                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4706
4707                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4708
4709                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4710                 mc.moved_swap = 0;
4711         }
4712         memcg_oom_recover(from);
4713         memcg_oom_recover(to);
4714         wake_up_all(&mc.waitq);
4715 }
4716
4717 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4718 {
4719         /*
4720          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4721          * task migration.
4722          */
4723         mc.moving_task = NULL;
4724         __mem_cgroup_clear_mc();
4725         spin_lock(&mc.lock);
4726         mc.from = NULL;
4727         mc.to = NULL;
4728         spin_unlock(&mc.lock);
4729 }
4730
4731 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4732 {
4733         struct cgroup_subsys_state *css;
4734         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4735         struct mem_cgroup *from;
4736         struct task_struct *leader, *p;
4737         struct mm_struct *mm;
4738         unsigned long move_flags;
4739         int ret = 0;
4740
4741         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4742         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4743                 return 0;
4744
4745         /*
4746          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4747          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4748          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4749          * multiple.
4750          */
4751         p = NULL;
4752         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4753                 WARN_ON_ONCE(p);
4754                 p = leader;
4755                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4756         }
4757         if (!p)
4758                 return 0;
4759
4760         /*
4761          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4762          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4763          * So we need to save it, and keep it going.
4764          */
4765         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4766         if (!move_flags)
4767                 return 0;
4768
4769         from = mem_cgroup_from_task(p);
4770
4771         VM_BUG_ON(from == memcg);
4772
4773         mm = get_task_mm(p);
4774         if (!mm)
4775                 return 0;
4776         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4777         if (mm->owner == p) {
4778                 VM_BUG_ON(mc.from);
4779                 VM_BUG_ON(mc.to);
4780                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4781                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4782                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4783
4784                 spin_lock(&mc.lock);
4785                 mc.from = from;
4786                 mc.to = memcg;
4787                 mc.flags = move_flags;
4788                 spin_unlock(&mc.lock);
4789                 /* We set mc.moving_task later */
4790
4791                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4792                 if (ret)
4793                         mem_cgroup_clear_mc();
4794         }
4795         mmput(mm);
4796         return ret;
4797 }
4798
4799 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4800 {
4801         if (mc.to)
4802                 mem_cgroup_clear_mc();
4803 }
4804
4805 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4806                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4807                                 struct mm_walk *walk)
4808 {
4809         int ret = 0;
4810         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4811         pte_t *pte;
4812         spinlock_t *ptl;
4813         enum mc_target_type target_type;
4814         union mc_target target;
4815         struct page *page;
4816
4817         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4818                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4819                         spin_unlock(ptl);
4820                         return 0;
4821                 }
4822                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4823                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4824                         page = target.page;
4825                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4826                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4827                                                              mc.from, mc.to)) {
4828                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4829                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4830                                 }
4831                                 putback_lru_page(page);
4832                         }
4833                         put_page(page);
4834                 }
4835                 spin_unlock(ptl);
4836                 return 0;
4837         }
4838
4839         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4840                 return 0;
4841 retry:
4842         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4843         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4844                 pte_t ptent = *(pte++);
4845                 swp_entry_t ent;
4846
4847                 if (!mc.precharge)
4848                         break;
4849
4850                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4851                 case MC_TARGET_PAGE:
4852                         page = target.page;
4853                         /*
4854                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4855                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4856                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4857                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4858                          */
4859                         if (PageTransCompound(page))
4860                                 goto put;
4861                         if (isolate_lru_page(page))
4862                                 goto put;
4863                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4864                                                 mc.from, mc.to)) {
4865                                 mc.precharge--;
4866                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4867                                 mc.moved_charge++;
4868                         }
4869                         putback_lru_page(page);
4870 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4871                         put_page(page);
4872                         break;
4873                 case MC_TARGET_SWAP:
4874                         ent = target.ent;
4875                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4876                                 mc.precharge--;
4877                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4878                                 mc.moved_swap++;
4879                         }
4880                         break;
4881                 default:
4882                         break;
4883                 }
4884         }
4885         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4886         cond_resched();
4887
4888         if (addr != end) {
4889                 /*
4890                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4891                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4892                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4893                  * phase.
4894                  */
4895                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4896                 if (!ret)
4897                         goto retry;
4898         }
4899
4900         return ret;
4901 }
4902
4903 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4904 {
4905         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4906                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4907                 .mm = mm,
4908         };
4909
4910         lru_add_drain_all();
4911         /*
4912          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4913          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4914          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
4915          */
4916         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4917         synchronize_rcu();
4918 retry:
4919         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
4920                 /*
4921                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4922                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4923                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4924                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4925                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4926                  */
4927                 __mem_cgroup_clear_mc();
4928                 cond_resched();
4929                 goto retry;
4930         }
4931         /*
4932          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4933          * additional charge, the page walk just aborts.
4934          */
4935         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4936         up_read(&mm->mmap_sem);
4937         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
4938 }
4939
4940 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4941 {
4942         struct cgroup_subsys_state *css;
4943         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
4944         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
4945
4946         if (mm) {
4947                 if (mc.to)
4948                         mem_cgroup_move_charge(mm);
4949                 mmput(mm);
4950         }
4951         if (mc.to)
4952                 mem_cgroup_clear_mc();
4953 }
4954 #else   /* !CONFIG_MMU */
4955 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4956 {
4957         return 0;
4958 }
4959 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4960 {
4961 }
4962 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4963 {
4964 }
4965 #endif
4966
4967 /*
4968  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
4969  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
4970  * attempt.
4971  */
4972 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
4973 {
4974         /*
4975          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
4976          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
4977          * on for the root memcg is enough.
4978          */
4979         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4980                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
4981         else
4982                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
4983 }
4984
4985 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4986                                struct cftype *cft)
4987 {
4988         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4989
4990         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
4991 }
4992
4993 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
4994 {
4995         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
4996         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
4997
4998         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
4999                 seq_puts(m, "max\n");
5000         else
5001                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5002
5003         return 0;
5004 }
5005
5006 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5007                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5008 {
5009         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5010         unsigned long low;
5011         int err;
5012
5013         buf = strstrip(buf);
5014         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5015         if (err)
5016                 return err;
5017
5018         memcg->low = low;
5019
5020         return nbytes;
5021 }
5022
5023 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5024 {
5025         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5026         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5027
5028         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5029                 seq_puts(m, "max\n");
5030         else
5031                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5032
5033         return 0;
5034 }
5035
5036 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5037                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5038 {
5039         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5040         unsigned long high;
5041         int err;
5042
5043         buf = strstrip(buf);
5044         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5045         if (err)
5046                 return err;
5047
5048         memcg->high = high;
5049
5050         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5051         return nbytes;
5052 }
5053
5054 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5055 {
5056         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5057         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5058
5059         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5060                 seq_puts(m, "max\n");
5061         else
5062                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5063
5064         return 0;
5065 }
5066
5067 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5068                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5069 {
5070         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5071         unsigned long max;
5072         int err;
5073
5074         buf = strstrip(buf);
5075         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5076         if (err)
5077                 return err;
5078
5079         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5080         if (err)
5081                 return err;
5082
5083         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5084         return nbytes;
5085 }
5086
5087 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5088 {
5089         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5090
5091         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5092         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5093         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5094         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5095
5096         return 0;
5097 }
5098
5099 static struct cftype memory_files[] = {
5100         {
5101                 .name = "current",
5102                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5103                 .read_u64 = memory_current_read,
5104         },
5105         {
5106                 .name = "low",
5107                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5108                 .seq_show = memory_low_show,
5109                 .write = memory_low_write,
5110         },
5111         {
5112                 .name = "high",
5113                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5114                 .seq_show = memory_high_show,
5115                 .write = memory_high_write,
5116         },
5117         {
5118                 .name = "max",
5119                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5120                 .seq_show = memory_max_show,
5121                 .write = memory_max_write,
5122         },
5123         {
5124                 .name = "events",
5125                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5126                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5127                 .seq_show = memory_events_show,
5128         },
5129         { }     /* terminate */
5130 };
5131
5132 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5133         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5134         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5135         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5136         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5137         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5138         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5139         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5140         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5141         .attach = mem_cgroup_move_task,
5142         .bind = mem_cgroup_bind,
5143         .dfl_cftypes = memory_files,
5144         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5145         .early_init = 0,
5146 };
5147
5148 /**
5149  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5150  * @root: the highest ancestor to consider
5151  * @memcg: the memory cgroup to check
5152  *
5153  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5154  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5155  */
5156 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5157 {
5158         if (mem_cgroup_disabled())
5159                 return false;
5160
5161         /*
5162          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5163          * it's never low when looked at directly, and it is not
5164          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5165          */
5166
5167         if (memcg == root_mem_cgroup)
5168                 return false;
5169
5170         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5171                 return false;
5172
5173         while (memcg != root) {
5174                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5175
5176                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5177                         break;
5178
5179                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5180                         return false;
5181         }
5182         return true;
5183 }
5184
5185 /**
5186  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5187  * @page: page to charge
5188  * @mm: mm context of the victim
5189  * @gfp_mask: reclaim mode
5190  * @memcgp: charged memcg return
5191  *
5192  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5193  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5194  *
5195  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5196  * Otherwise, an error code is returned.
5197  *
5198  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5199  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5200  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5201  */
5202 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5203                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5204                           bool compound)
5205 {
5206         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5207         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5208         int ret = 0;
5209
5210         if (mem_cgroup_disabled())
5211                 goto out;
5212
5213         if (PageSwapCache(page)) {
5214                 /*
5215                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5216                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5217                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5218                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5219                  * in turn serializes uncharging.
5220                  */
5221                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5222                 if (page->mem_cgroup)
5223                         goto out;
5224
5225                 if (do_swap_account) {
5226                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5227                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5228
5229                         rcu_read_lock();
5230                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5231                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5232                                 memcg = NULL;
5233                         rcu_read_unlock();
5234                 }
5235         }
5236
5237         if (!memcg)
5238                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5239
5240         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5241
5242         css_put(&memcg->css);
5243 out:
5244         *memcgp = memcg;
5245         return ret;
5246 }
5247
5248 /**
5249  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5250  * @page: page to charge
5251  * @memcg: memcg to charge the page to
5252  * @lrucare: page might be on LRU already
5253  *
5254  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5255  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5256  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5257  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5258  *
5259  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5260  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5261  *
5262  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5263  */
5264 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5265                               bool lrucare, bool compound)
5266 {
5267         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5268
5269         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5270         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5271
5272         if (mem_cgroup_disabled())
5273                 return;
5274         /*
5275          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5276          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5277          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5278          */
5279         if (!memcg)
5280                 return;
5281
5282         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5283
5284         local_irq_disable();
5285         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5286         memcg_check_events(memcg, page);
5287         local_irq_enable();
5288
5289         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5290                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5291                 /*
5292                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5293                  * let's not wait for it.  The page already received a
5294                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5295                  */
5296                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5297         }
5298 }
5299
5300 /**
5301  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5302  * @page: page to charge
5303  * @memcg: memcg to charge the page to
5304  *
5305  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5306  */
5307 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5308                 bool compound)
5309 {
5310         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5311
5312         if (mem_cgroup_disabled())
5313                 return;
5314         /*
5315          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5316          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5317          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5318          */
5319         if (!memcg)
5320                 return;
5321
5322         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5323 }
5324
5325 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5326                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5327                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5328 {
5329         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5330         unsigned long flags;
5331
5332         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5333                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5334                 if (do_memsw_account())
5335                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5336                 memcg_oom_recover(memcg);
5337         }
5338
5339         local_irq_save(flags);
5340         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5341         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5342         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5343         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5344         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5345         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5346         local_irq_restore(flags);
5347
5348         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5349                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5350 }
5351
5352 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5353 {
5354         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5355         unsigned long nr_anon = 0;
5356         unsigned long nr_file = 0;
5357         unsigned long nr_huge = 0;
5358         unsigned long pgpgout = 0;
5359         struct list_head *next;
5360         struct page *page;
5361
5362         next = page_list->next;
5363         do {
5364                 unsigned int nr_pages = 1;
5365
5366                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5367                 next = page->lru.next;
5368
5369                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5370                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5371
5372                 if (!page->mem_cgroup)
5373                         continue;
5374
5375                 /*
5376                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5377                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5378                  * exclusive access to the page.
5379                  */
5380
5381                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5382                         if (memcg) {
5383                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5384                                                nr_huge, page);
5385                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5386                         }
5387                         memcg = page->mem_cgroup;
5388                 }
5389
5390                 if (PageTransHuge(page)) {
5391                         nr_pages <<= compound_order(page);
5392                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5393                         nr_huge += nr_pages;
5394                 }
5395
5396                 if (PageAnon(page))
5397                         nr_anon += nr_pages;
5398                 else
5399                         nr_file += nr_pages;
5400
5401                 page->mem_cgroup = NULL;
5402
5403                 pgpgout++;
5404         } while (next != page_list);
5405
5406         if (memcg)
5407                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5408                                nr_huge, page);
5409 }
5410
5411 /**
5412  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5413  * @page: page to uncharge
5414  *
5415  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5416  * mem_cgroup_commit_charge().
5417  */
5418 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5419 {
5420         if (mem_cgroup_disabled())
5421                 return;
5422
5423         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5424         if (!page->mem_cgroup)
5425                 return;
5426
5427         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5428         uncharge_list(&page->lru);
5429 }
5430
5431 /**
5432  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5433  * @page_list: list of pages to uncharge
5434  *
5435  * Uncharge a list of pages previously charged with
5436  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5437  */
5438 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5439 {
5440         if (mem_cgroup_disabled())
5441                 return;
5442
5443         if (!list_empty(page_list))
5444                 uncharge_list(page_list);
5445 }
5446
5447 /**
5448  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5449  * @oldpage: currently charged page
5450  * @newpage: page to transfer the charge to
5451  *
5452  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5453  *
5454  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5455  * Either or both pages might be on the LRU already.
5456  */
5457 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5458 {
5459         struct mem_cgroup *memcg;
5460         unsigned int nr_pages;
5461         bool compound;
5462
5463         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5464         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5465         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5466         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5467                        newpage);
5468
5469         if (mem_cgroup_disabled())
5470                 return;
5471
5472         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5473         if (newpage->mem_cgroup)
5474                 return;
5475
5476         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5477         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5478         if (!memcg)
5479                 return;
5480
5481         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
5482         compound = PageTransHuge(newpage);
5483         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
5484
5485         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
5486         if (do_memsw_account())
5487                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
5488         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
5489
5490         commit_charge(newpage, memcg, true);
5491
5492         local_irq_disable();
5493         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
5494         memcg_check_events(memcg, newpage);
5495         local_irq_enable();
5496 }
5497
5498 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5499 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5500
5501 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
5502 {
5503         struct mem_cgroup *memcg;
5504
5505         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
5506          * filled. It won't however, necessarily happen from
5507          * process context. So the test for root memcg given
5508          * the current task's memcg won't help us in this case.
5509          *
5510          * Respecting the original socket's memcg is a better
5511          * decision in this case.
5512          */
5513         if (sk->sk_memcg) {
5514                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5515                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5516                 return;
5517         }
5518
5519         rcu_read_lock();
5520         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5521         if (memcg == root_mem_cgroup)
5522                 goto out;
5523         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5524                 goto out;
5525         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5526                 sk->sk_memcg = memcg;
5527 out:
5528         rcu_read_unlock();
5529 }
5530 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
5531
5532 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
5533 {
5534         WARN_ON(!sk->sk_memcg);
5535         css_put(&sk->sk_memcg->css);
5536 }
5537
5538 /**
5539  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5540  * @memcg: memcg to charge
5541  * @nr_pages: number of pages to charge
5542  *
5543  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5544  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5545  */
5546 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5547 {
5548         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5549
5550         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5551                 struct page_counter *fail;
5552
5553                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5554                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5555                         return true;
5556                 }
5557                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5558                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5559                 return false;
5560         }
5561
5562         /* Don't block in the packet receive path */
5563         if (in_softirq())
5564                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5565
5566         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5567                 return true;
5568
5569         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5570         return false;
5571 }
5572
5573 /**
5574  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5575  * @memcg - memcg to uncharge
5576  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5577  */
5578 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5579 {
5580         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5581                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5582                 return;
5583         }
5584
5585         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5586         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5587 }
5588
5589 static int __init cgroup_memory(char *s)
5590 {
5591         char *token;
5592
5593         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5594                 if (!*token)
5595                         continue;
5596                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5597                         cgroup_memory_nosocket = true;
5598                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5599                         cgroup_memory_nokmem = true;
5600         }
5601         return 0;
5602 }
5603 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5604
5605 /*
5606  * subsys_initcall() for memory controller.
5607  *
5608  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5609  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5610  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5611  * be initialized from here.
5612  */
5613 static int __init mem_cgroup_init(void)
5614 {
5615         int cpu, node;
5616
5617         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5618
5619         for_each_possible_cpu(cpu)
5620                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5621                           drain_local_stock);
5622
5623         for_each_node(node) {
5624                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5625                 int zone;
5626
5627                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5628                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5629
5630                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5631                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5632
5633                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5634                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5635                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5636                 }
5637                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5638         }
5639
5640         return 0;
5641 }
5642 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5643
5644 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5645 /**
5646  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5647  * @page: page whose memsw charge to transfer
5648  * @entry: swap entry to move the charge to
5649  *
5650  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5651  */
5652 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg;
5655         unsigned short oldid;
5656
5657         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5658         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5659
5660         if (!do_memsw_account())
5661                 return;
5662
5663         memcg = page->mem_cgroup;
5664
5665         /* Readahead page, never charged */
5666         if (!memcg)
5667                 return;
5668
5669         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5670         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5671         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5672
5673         page->mem_cgroup = NULL;
5674
5675         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5676                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5677
5678         /*
5679          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5680          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5681          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5682          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5683          */
5684         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5685         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5686         memcg_check_events(memcg, page);
5687 }
5688
5689 /*
5690  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging a swap entry
5691  * @page: page being added to swap
5692  * @entry: swap entry to charge
5693  *
5694  * Try to charge @entry to the memcg that @page belongs to.
5695  *
5696  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
5697  */
5698 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
5699 {
5700         struct mem_cgroup *memcg;
5701         struct page_counter *counter;
5702         unsigned short oldid;
5703
5704         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
5705                 return 0;
5706
5707         memcg = page->mem_cgroup;
5708
5709         /* Readahead page, never charged */
5710         if (!memcg)
5711                 return 0;
5712
5713         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
5714             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, 1, &counter))
5715                 return -ENOMEM;
5716
5717         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5718         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5719         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5720
5721         css_get(&memcg->css);
5722         return 0;
5723 }
5724
5725 /**
5726  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5727  * @entry: swap entry to uncharge
5728  *
5729  * Drop the swap charge associated with @entry.
5730  */
5731 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5732 {
5733         struct mem_cgroup *memcg;
5734         unsigned short id;
5735
5736         if (!do_swap_account)
5737                 return;
5738
5739         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5740         rcu_read_lock();
5741         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5742         if (memcg) {
5743                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5744                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5745                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, 1);
5746                         else
5747                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5748                 }
5749                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5750                 css_put(&memcg->css);
5751         }
5752         rcu_read_unlock();
5753 }
5754
5755 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
5756 {
5757         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
5758
5759         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5760                 return nr_swap_pages;
5761         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5762                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
5763                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
5764                                       page_counter_read(&memcg->swap));
5765         return nr_swap_pages;
5766 }
5767
5768 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
5769 {
5770         struct mem_cgroup *memcg;
5771
5772         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5773
5774         if (vm_swap_full())
5775                 return true;
5776         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5777                 return false;
5778
5779         memcg = page->mem_cgroup;
5780         if (!memcg)
5781                 return false;
5782
5783         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5784                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
5785                         return true;
5786
5787         return false;
5788 }
5789
5790 /* for remember boot option*/
5791 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5792 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5793 #else
5794 static int really_do_swap_account __initdata;
5795 #endif
5796
5797 static int __init enable_swap_account(char *s)
5798 {
5799         if (!strcmp(s, "1"))
5800                 really_do_swap_account = 1;
5801         else if (!strcmp(s, "0"))
5802                 really_do_swap_account = 0;
5803         return 1;
5804 }
5805 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5806
5807 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5808                              struct cftype *cft)
5809 {
5810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5811
5812         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
5813 }
5814
5815 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5816 {
5817         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5818         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
5819
5820         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5821                 seq_puts(m, "max\n");
5822         else
5823                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5824
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5829                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5830 {
5831         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5832         unsigned long max;
5833         int err;
5834
5835         buf = strstrip(buf);
5836         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5837         if (err)
5838                 return err;
5839
5840         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
5841         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
5842         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
5843         if (err)
5844                 return err;
5845
5846         return nbytes;
5847 }
5848
5849 static struct cftype swap_files[] = {
5850         {
5851                 .name = "swap.current",
5852                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5853                 .read_u64 = swap_current_read,
5854         },
5855         {
5856                 .name = "swap.max",
5857                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5858                 .seq_show = swap_max_show,
5859                 .write = swap_max_write,
5860         },
5861         { }     /* terminate */
5862 };
5863
5864 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5865         {
5866                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5868                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5869         },
5870         {
5871                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5872                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5873                 .write = mem_cgroup_reset,
5874                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5875         },
5876         {
5877                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5878                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5879                 .write = mem_cgroup_write,
5880                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5881         },
5882         {
5883                 .name = "memsw.failcnt",
5884                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5885                 .write = mem_cgroup_reset,
5886                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5887         },
5888         { },    /* terminate */
5889 };
5890
5891 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5892 {
5893         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5894                 do_swap_account = 1;
5895                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5896                                                swap_files));
5897                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5898                                                   memsw_cgroup_files));
5899         }
5900         return 0;
5901 }
5902 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5903
5904 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */