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