]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
327dcda3ebf681d30c3255b8d48f2352dc85bdca
[karo-tx-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 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
80 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "dirty",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
101         "pgpgin",
102         "pgpgout",
103         "pgfault",
104         "pgmajfault",
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
108         "inactive_anon",
109         "active_anon",
110         "inactive_file",
111         "active_file",
112         "unevictable",
113 };
114
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
118
119 /*
120  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
121  * their hierarchy representation
122  */
123
124 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
125         struct rb_root rb_root;
126         spinlock_t lock;
127 };
128
129 struct mem_cgroup_tree_per_node {
130         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
131 };
132
133 struct mem_cgroup_tree {
134         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
135 };
136
137 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
138
139 /* for OOM */
140 struct mem_cgroup_eventfd_list {
141         struct list_head list;
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143 };
144
145 /*
146  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
147  */
148 struct mem_cgroup_event {
149         /*
150          * memcg which the event belongs to.
151          */
152         struct mem_cgroup *memcg;
153         /*
154          * eventfd to signal userspace about the event.
155          */
156         struct eventfd_ctx *eventfd;
157         /*
158          * Each of these stored in a list by the cgroup.
159          */
160         struct list_head list;
161         /*
162          * register_event() callback will be used to add new userspace
163          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
164          * on eventfd to send notification to userspace.
165          */
166         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
168         /*
169          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
170          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
171          * if you want provide notification functionality.
172          */
173         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
174                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
175         /*
176          * All fields below needed to unregister event when
177          * userspace closes eventfd.
178          */
179         poll_table pt;
180         wait_queue_head_t *wqh;
181         wait_queue_t wait;
182         struct work_struct remove;
183 };
184
185 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
186 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
187
188 /* Stuffs for move charges at task migration. */
189 /*
190  * Types of charges to be moved.
191  */
192 #define MOVE_ANON       0x1U
193 #define MOVE_FILE       0x2U
194 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
195
196 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
197 static struct move_charge_struct {
198         spinlock_t        lock; /* for from, to */
199         struct mem_cgroup *from;
200         struct mem_cgroup *to;
201         unsigned long flags;
202         unsigned long precharge;
203         unsigned long moved_charge;
204         unsigned long moved_swap;
205         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
206         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
207 } mc = {
208         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
209         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
210 };
211
212 /*
213  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
214  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
215  */
216 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
217 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
218
219 enum charge_type {
220         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
223         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
224         NR_CHARGE_TYPE,
225 };
226
227 /* for encoding cft->private value on file */
228 enum res_type {
229         _MEM,
230         _MEMSWAP,
231         _OOM_TYPE,
232         _KMEM,
233 };
234
235 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
236 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
237 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
238 /* Used for OOM nofiier */
239 #define OOM_CONTROL             (0)
240
241 /*
242  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
243  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
244  * appearing has to hold it as well.
245  */
246 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
247
248 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
249 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
250 {
251         if (!memcg)
252                 memcg = root_mem_cgroup;
253         return &memcg->vmpressure;
254 }
255
256 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
257 {
258         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
259 }
260
261 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
262 {
263         return (memcg == root_mem_cgroup);
264 }
265
266 /*
267  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
268  * an unsigned short.
269  */
270 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
271
272 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
273 {
274         return memcg->css.id;
275 }
276
277 /*
278  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
279  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
280  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
281  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
282  */
283 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
284 {
285         struct cgroup_subsys_state *css;
286
287         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
288         return mem_cgroup_from_css(css);
289 }
290
291 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
292 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
293
294 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
295 {
296         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
297                 struct mem_cgroup *memcg;
298                 struct cg_proto *cg_proto;
299
300                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
301
302                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
303                  * filled. It won't however, necessarily happen from
304                  * process context. So the test for root memcg given
305                  * the current task's memcg won't help us in this case.
306                  *
307                  * Respecting the original socket's memcg is a better
308                  * decision in this case.
309                  */
310                 if (sk->sk_cgrp) {
311                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
312                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
313                         return;
314                 }
315
316                 rcu_read_lock();
317                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
318                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
319                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
320                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
321                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
322                 }
323                 rcu_read_unlock();
324         }
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
327
328 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
329 {
330         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
331                 struct mem_cgroup *memcg;
332                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
333                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
334                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
335         }
336 }
337
338 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
339 {
340         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
341                 return NULL;
342
343         return &memcg->tcp_mem;
344 }
345 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
346
347 #endif
348
349 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
350 /*
351  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400
401 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
402
403 static struct mem_cgroup_per_zone *
404 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
405 {
406         int nid = zone_to_nid(zone);
407         int zid = zone_idx(zone);
408
409         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
410 }
411
412 /**
413  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
414  * @page: page of interest
415  *
416  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
417  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
418  * until it is released.
419  *
420  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
421  * is returned.
422  *
423  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
424  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
425  * association before @page is released even on the default hierarchy;
426  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
427  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
428  * actually true.
429  */
430 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
431 {
432         struct mem_cgroup *memcg;
433
434         rcu_read_lock();
435
436         memcg = page->mem_cgroup;
437
438         if (!memcg || !cgroup_on_dfl(memcg->css.cgroup))
439                 memcg = root_mem_cgroup;
440
441         rcu_read_unlock();
442         return &memcg->css;
443 }
444
445 /**
446  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
447  * @page: the page
448  *
449  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
450  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
451  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
452  *
453  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
454  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
455  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
456  * do not care (such as procfs interfaces).
457  */
458 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461         unsigned long ino = 0;
462
463         rcu_read_lock();
464         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
465         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
466                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
467         if (memcg)
468                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
469         rcu_read_unlock();
470         return ino;
471 }
472
473 static struct mem_cgroup_per_zone *
474 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
475 {
476         int nid = page_to_nid(page);
477         int zid = page_zonenum(page);
478
479         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
480 }
481
482 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
483 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
484 {
485         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
486 }
487
488 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
489 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
490 {
491         int nid = page_to_nid(page);
492         int zid = page_zonenum(page);
493
494         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
495 }
496
497 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
498                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
499                                          unsigned long new_usage_in_excess)
500 {
501         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
502         struct rb_node *parent = NULL;
503         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
504
505         if (mz->on_tree)
506                 return;
507
508         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
509         if (!mz->usage_in_excess)
510                 return;
511         while (*p) {
512                 parent = *p;
513                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
514                                         tree_node);
515                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
516                         p = &(*p)->rb_left;
517                 /*
518                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
519                  * limit by the same amount
520                  */
521                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
522                         p = &(*p)->rb_right;
523         }
524         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
525         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
526         mz->on_tree = true;
527 }
528
529 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
530                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
531 {
532         if (!mz->on_tree)
533                 return;
534         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
535         mz->on_tree = false;
536 }
537
538 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
539                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
540 {
541         unsigned long flags;
542
543         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
544         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
545         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
546 }
547
548 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
549 {
550         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
551         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
552         unsigned long excess = 0;
553
554         if (nr_pages > soft_limit)
555                 excess = nr_pages - soft_limit;
556
557         return excess;
558 }
559
560 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
561 {
562         unsigned long excess;
563         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
564         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
565
566         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
567         /*
568          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
569          * because their event counter is not touched.
570          */
571         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
572                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
573                 excess = soft_limit_excess(memcg);
574                 /*
575                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
576                  * mem is over its softlimit.
577                  */
578                 if (excess || mz->on_tree) {
579                         unsigned long flags;
580
581                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582                         /* if on-tree, remove it */
583                         if (mz->on_tree)
584                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
585                         /*
586                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
587                          * If excess is 0, no tree ops.
588                          */
589                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
590                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
591                 }
592         }
593 }
594
595 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
596 {
597         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
598         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
599         int nid, zid;
600
601         for_each_node(nid) {
602                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
603                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
604                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
605                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
606                 }
607         }
608 }
609
610 static struct mem_cgroup_per_zone *
611 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
612 {
613         struct rb_node *rightmost = NULL;
614         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
615
616 retry:
617         mz = NULL;
618         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
619         if (!rightmost)
620                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
621
622         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
623         /*
624          * Remove the node now but someone else can add it back,
625          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
626          * position in the tree.
627          */
628         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
629         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
630             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
631                 goto retry;
632 done:
633         return mz;
634 }
635
636 static struct mem_cgroup_per_zone *
637 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
638 {
639         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
640
641         spin_lock_irq(&mctz->lock);
642         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
643         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
644         return mz;
645 }
646
647 /*
648  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
649  *
650  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
651  *
652  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
653  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
654  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
655  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
656  *
657  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
658  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
659  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
660  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
661  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
662  *
663  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
664  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
665  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
666  * implemented.
667  */
668 static unsigned long
669 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
670 {
671         long val = 0;
672         int cpu;
673
674         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
675         for_each_possible_cpu(cpu)
676                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
677         /*
678          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
679          * transient negative values.
680          */
681         if (val < 0)
682                 val = 0;
683         return val;
684 }
685
686 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
687                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
688 {
689         unsigned long val = 0;
690         int cpu;
691
692         for_each_possible_cpu(cpu)
693                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
694         return val;
695 }
696
697 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
698                                          struct page *page,
699                                          int nr_pages)
700 {
701         /*
702          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
703          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
704          */
705         if (PageAnon(page))
706                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
707                                 nr_pages);
708         else
709                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
710                                 nr_pages);
711
712         if (PageTransHuge(page))
713                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
714                                 nr_pages);
715
716         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
717         if (nr_pages > 0)
718                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
719         else {
720                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
721                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
722         }
723
724         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
725 }
726
727 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
728                                                   int nid,
729                                                   unsigned int lru_mask)
730 {
731         unsigned long nr = 0;
732         int zid;
733
734         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
735
736         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
737                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
738                 enum lru_list lru;
739
740                 for_each_lru(lru) {
741                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
742                                 continue;
743                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
744                         nr += mz->lru_size[lru];
745                 }
746         }
747         return nr;
748 }
749
750 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
751                         unsigned int lru_mask)
752 {
753         unsigned long nr = 0;
754         int nid;
755
756         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
757                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
758         return nr;
759 }
760
761 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
762                                        enum mem_cgroup_events_target target)
763 {
764         unsigned long val, next;
765
766         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
767         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
768         /* from time_after() in jiffies.h */
769         if ((long)next - (long)val < 0) {
770                 switch (target) {
771                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
772                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
773                         break;
774                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
775                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
776                         break;
777                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
778                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
779                         break;
780                 default:
781                         break;
782                 }
783                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
784                 return true;
785         }
786         return false;
787 }
788
789 /*
790  * Check events in order.
791  *
792  */
793 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
794 {
795         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
796         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
797                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
798                 bool do_softlimit;
799                 bool do_numainfo __maybe_unused;
800
801                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
802                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
803 #if MAX_NUMNODES > 1
804                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
806 #endif
807                 mem_cgroup_threshold(memcg);
808                 if (unlikely(do_softlimit))
809                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
810 #if MAX_NUMNODES > 1
811                 if (unlikely(do_numainfo))
812                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
813 #endif
814         }
815 }
816
817 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
818 {
819         /*
820          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
821          * if it races with swapoff, page migration, etc.
822          * So this can be called with p == NULL.
823          */
824         if (unlikely(!p))
825                 return NULL;
826
827         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
828 }
829 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
830
831 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
832 {
833         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
834
835         rcu_read_lock();
836         do {
837                 /*
838                  * Page cache insertions can happen withou an
839                  * actual mm context, e.g. during disk probing
840                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
841                  */
842                 if (unlikely(!mm))
843                         memcg = root_mem_cgroup;
844                 else {
845                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
846                         if (unlikely(!memcg))
847                                 memcg = root_mem_cgroup;
848                 }
849         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
850         rcu_read_unlock();
851         return memcg;
852 }
853
854 /**
855  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
856  * @root: hierarchy root
857  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
858  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
859  *
860  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
861  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
862  *
863  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
864  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
865  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
866  *
867  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
868  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
869  * reclaimers operating on the same zone and priority.
870  */
871 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
872                                    struct mem_cgroup *prev,
873                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
874 {
875         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
876         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
877         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
878         struct mem_cgroup *pos = NULL;
879
880         if (mem_cgroup_disabled())
881                 return NULL;
882
883         if (!root)
884                 root = root_mem_cgroup;
885
886         if (prev && !reclaim)
887                 pos = prev;
888
889         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
890                 if (prev)
891                         goto out;
892                 return root;
893         }
894
895         rcu_read_lock();
896
897         if (reclaim) {
898                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
899
900                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
901                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
902
903                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
904                         goto out_unlock;
905
906                 do {
907                         pos = READ_ONCE(iter->position);
908                         /*
909                          * A racing update may change the position and
910                          * put the last reference, hence css_tryget(),
911                          * or retry to see the updated position.
912                          */
913                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
914         }
915
916         if (pos)
917                 css = &pos->css;
918
919         for (;;) {
920                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
921                 if (!css) {
922                         /*
923                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
924                          * new one might jump in right at the end of
925                          * the hierarchy - make sure they see at least
926                          * one group and restart from the beginning.
927                          */
928                         if (!prev)
929                                 continue;
930                         break;
931                 }
932
933                 /*
934                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
935                  * is provided by the caller, so we know it's alive
936                  * and kicking, and don't take an extra reference.
937                  */
938                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
939
940                 if (css == &root->css)
941                         break;
942
943                 if (css_tryget(css)) {
944                         /*
945                          * Make sure the memcg is initialized:
946                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
947                          * initialization against setting the flag.
948                          */
949                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
950                                 break;
951
952                         css_put(css);
953                 }
954
955                 memcg = NULL;
956         }
957
958         if (reclaim) {
959                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
960                         if (memcg)
961                                 css_get(&memcg->css);
962                         if (pos)
963                                 css_put(&pos->css);
964                 }
965
966                 /*
967                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
968                  * above.
969                  */
970                 if (pos)
971                         css_put(&pos->css);
972
973                 if (!memcg)
974                         iter->generation++;
975                 else if (!prev)
976                         reclaim->generation = iter->generation;
977         }
978
979 out_unlock:
980         rcu_read_unlock();
981 out:
982         if (prev && prev != root)
983                 css_put(&prev->css);
984
985         return memcg;
986 }
987
988 /**
989  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
990  * @root: hierarchy root
991  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
992  */
993 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
994                            struct mem_cgroup *prev)
995 {
996         if (!root)
997                 root = root_mem_cgroup;
998         if (prev && prev != root)
999                 css_put(&prev->css);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1004  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1005  * be used for reference counting.
1006  */
1007 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1008         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1009              iter != NULL;                              \
1010              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1011
1012 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1013         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1014              iter != NULL;                              \
1015              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1016
1017 /**
1018  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1019  * @zone: zone of the wanted lruvec
1020  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1021  *
1022  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1023  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1024  * is disabled.
1025  */
1026 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1027                                       struct mem_cgroup *memcg)
1028 {
1029         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1030         struct lruvec *lruvec;
1031
1032         if (mem_cgroup_disabled()) {
1033                 lruvec = &zone->lruvec;
1034                 goto out;
1035         }
1036
1037         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1038         lruvec = &mz->lruvec;
1039 out:
1040         /*
1041          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1042          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1043          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1044          */
1045         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1046                 lruvec->zone = zone;
1047         return lruvec;
1048 }
1049
1050 /**
1051  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1052  * @page: the page
1053  * @zone: zone of the page
1054  *
1055  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1056  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1057  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1058  */
1059 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1060 {
1061         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1062         struct mem_cgroup *memcg;
1063         struct lruvec *lruvec;
1064
1065         if (mem_cgroup_disabled()) {
1066                 lruvec = &zone->lruvec;
1067                 goto out;
1068         }
1069
1070         memcg = page->mem_cgroup;
1071         /*
1072          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1073          * possibly migrated - before they are charged.
1074          */
1075         if (!memcg)
1076                 memcg = root_mem_cgroup;
1077
1078         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1079         lruvec = &mz->lruvec;
1080 out:
1081         /*
1082          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1083          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1084          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1085          */
1086         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1087                 lruvec->zone = zone;
1088         return lruvec;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1093  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1094  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1095  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1096  *
1097  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1098  * lru list.
1099  */
1100 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1101                                 int nr_pages)
1102 {
1103         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1104         unsigned long *lru_size;
1105
1106         if (mem_cgroup_disabled())
1107                 return;
1108
1109         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1110         lru_size = mz->lru_size + lru;
1111         *lru_size += nr_pages;
1112         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1113 }
1114
1115 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1116 {
1117         struct mem_cgroup *task_memcg;
1118         struct task_struct *p;
1119         bool ret;
1120
1121         p = find_lock_task_mm(task);
1122         if (p) {
1123                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1124                 task_unlock(p);
1125         } else {
1126                 /*
1127                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1128                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1129                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1130                  */
1131                 rcu_read_lock();
1132                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1133                 css_get(&task_memcg->css);
1134                 rcu_read_unlock();
1135         }
1136         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1137         css_put(&task_memcg->css);
1138         return ret;
1139 }
1140
1141 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1142         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1143
1144 /**
1145  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1146  * @memcg: the memory cgroup
1147  *
1148  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1149  * pages.
1150  */
1151 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1152 {
1153         unsigned long margin = 0;
1154         unsigned long count;
1155         unsigned long limit;
1156
1157         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1158         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1159         if (count < limit)
1160                 margin = limit - count;
1161
1162         if (do_swap_account) {
1163                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1164                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1165                 if (count <= limit)
1166                         margin = min(margin, limit - count);
1167         }
1168
1169         return margin;
1170 }
1171
1172 /*
1173  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1174  *
1175  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1176  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1177  * caused by "move".
1178  */
1179 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1180 {
1181         struct mem_cgroup *from;
1182         struct mem_cgroup *to;
1183         bool ret = false;
1184         /*
1185          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1186          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1187          */
1188         spin_lock(&mc.lock);
1189         from = mc.from;
1190         to = mc.to;
1191         if (!from)
1192                 goto unlock;
1193
1194         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1195                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1196 unlock:
1197         spin_unlock(&mc.lock);
1198         return ret;
1199 }
1200
1201 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1202 {
1203         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1204                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1205                         DEFINE_WAIT(wait);
1206                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1207                         /* moving charge context might have finished. */
1208                         if (mc.moving_task)
1209                                 schedule();
1210                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1211                         return true;
1212                 }
1213         }
1214         return false;
1215 }
1216
1217 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1218 /**
1219  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1220  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1221  * @p: Task that is going to be killed
1222  *
1223  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1224  * enabled
1225  */
1226 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1227 {
1228         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1229         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1230         struct mem_cgroup *iter;
1231         unsigned int i;
1232
1233         mutex_lock(&oom_info_lock);
1234         rcu_read_lock();
1235
1236         if (p) {
1237                 pr_info("Task in ");
1238                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1239                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1240         } else {
1241                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1242         }
1243
1244         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1245         pr_cont("\n");
1246
1247         rcu_read_unlock();
1248
1249         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1250                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1251                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1252         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1253                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1254                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1255         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1256                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1257                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1258
1259         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1260                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1261                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1262                 pr_cont(":");
1263
1264                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1265                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1266                                 continue;
1267                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1268                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1269                 }
1270
1271                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1272                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1273                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1274
1275                 pr_cont("\n");
1276         }
1277         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1278 }
1279
1280 /*
1281  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1282  * 1(self count) if no children.
1283  */
1284 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1285 {
1286         int num = 0;
1287         struct mem_cgroup *iter;
1288
1289         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1290                 num++;
1291         return num;
1292 }
1293
1294 /*
1295  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1296  */
1297 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1298 {
1299         unsigned long limit;
1300
1301         limit = memcg->memory.limit;
1302         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1303                 unsigned long memsw_limit;
1304
1305                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1306                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1307         }
1308         return limit;
1309 }
1310
1311 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1312                                      int order)
1313 {
1314         struct oom_control oc = {
1315                 .zonelist = NULL,
1316                 .nodemask = NULL,
1317                 .gfp_mask = gfp_mask,
1318                 .order = order,
1319         };
1320         struct mem_cgroup *iter;
1321         unsigned long chosen_points = 0;
1322         unsigned long totalpages;
1323         unsigned int points = 0;
1324         struct task_struct *chosen = NULL;
1325
1326         mutex_lock(&oom_lock);
1327
1328         /*
1329          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1330          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1331          * quickly exit and free its memory.
1332          */
1333         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1334                 mark_oom_victim(current);
1335                 goto unlock;
1336         }
1337
1338         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1339         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1340         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1341                 struct css_task_iter it;
1342                 struct task_struct *task;
1343
1344                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1345                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1346                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1347                         case OOM_SCAN_SELECT:
1348                                 if (chosen)
1349                                         put_task_struct(chosen);
1350                                 chosen = task;
1351                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1352                                 get_task_struct(chosen);
1353                                 /* fall through */
1354                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1355                                 continue;
1356                         case OOM_SCAN_ABORT:
1357                                 css_task_iter_end(&it);
1358                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1359                                 if (chosen)
1360                                         put_task_struct(chosen);
1361                                 goto unlock;
1362                         case OOM_SCAN_OK:
1363                                 break;
1364                         };
1365                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1366                         if (!points || points < chosen_points)
1367                                 continue;
1368                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1369                         if (points == chosen_points &&
1370                             thread_group_leader(chosen))
1371                                 continue;
1372
1373                         if (chosen)
1374                                 put_task_struct(chosen);
1375                         chosen = task;
1376                         chosen_points = points;
1377                         get_task_struct(chosen);
1378                 }
1379                 css_task_iter_end(&it);
1380         }
1381
1382         if (chosen) {
1383                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1384                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1385                                  "Memory cgroup out of memory");
1386         }
1387 unlock:
1388         mutex_unlock(&oom_lock);
1389 }
1390
1391 #if MAX_NUMNODES > 1
1392
1393 /**
1394  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1395  * @memcg: the target memcg
1396  * @nid: the node ID to be checked.
1397  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1398  *
1399  * This function returns whether the specified memcg contains any
1400  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1401  * pages in the node.
1402  */
1403 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1404                 int nid, bool noswap)
1405 {
1406         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1407                 return true;
1408         if (noswap || !total_swap_pages)
1409                 return false;
1410         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1411                 return true;
1412         return false;
1413
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1418  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1419  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1420  *
1421  */
1422 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1423 {
1424         int nid;
1425         /*
1426          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1427          * pagein/pageout changes since the last update.
1428          */
1429         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1430                 return;
1431         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1432                 return;
1433
1434         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1435         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1436
1437         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1438
1439                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1440                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1441         }
1442
1443         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1444         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1449  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1450  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1451  *
1452  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1453  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1454  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1455  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1456  *
1457  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1458  */
1459 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1460 {
1461         int node;
1462
1463         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1464         node = memcg->last_scanned_node;
1465
1466         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1467         if (node == MAX_NUMNODES)
1468                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1469         /*
1470          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1471          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1472          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1473          * we use curret node.
1474          */
1475         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1476                 node = numa_node_id();
1477
1478         memcg->last_scanned_node = node;
1479         return node;
1480 }
1481 #else
1482 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1483 {
1484         return 0;
1485 }
1486 #endif
1487
1488 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1489                                    struct zone *zone,
1490                                    gfp_t gfp_mask,
1491                                    unsigned long *total_scanned)
1492 {
1493         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1494         int total = 0;
1495         int loop = 0;
1496         unsigned long excess;
1497         unsigned long nr_scanned;
1498         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1499                 .zone = zone,
1500                 .priority = 0,
1501         };
1502
1503         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1504
1505         while (1) {
1506                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1507                 if (!victim) {
1508                         loop++;
1509                         if (loop >= 2) {
1510                                 /*
1511                                  * If we have not been able to reclaim
1512                                  * anything, it might because there are
1513                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1514                                  */
1515                                 if (!total)
1516                                         break;
1517                                 /*
1518                                  * We want to do more targeted reclaim.
1519                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1520                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1521                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1522                                  */
1523                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1524                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1525                                         break;
1526                         }
1527                         continue;
1528                 }
1529                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1530                                                      zone, &nr_scanned);
1531                 *total_scanned += nr_scanned;
1532                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1533                         break;
1534         }
1535         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1536         return total;
1537 }
1538
1539 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1540 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1541         .name = "memcg_oom_lock",
1542 };
1543 #endif
1544
1545 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1546
1547 /*
1548  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1549  * If someone is running, return false.
1550  */
1551 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1554
1555         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1556
1557         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1558                 if (iter->oom_lock) {
1559                         /*
1560                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1561                          * so we cannot give a lock.
1562                          */
1563                         failed = iter;
1564                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1565                         break;
1566                 } else
1567                         iter->oom_lock = true;
1568         }
1569
1570         if (failed) {
1571                 /*
1572                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1573                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1574                  */
1575                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1576                         if (iter == failed) {
1577                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1578                                 break;
1579                         }
1580                         iter->oom_lock = false;
1581                 }
1582         } else
1583                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1584
1585         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1586
1587         return !failed;
1588 }
1589
1590 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1591 {
1592         struct mem_cgroup *iter;
1593
1594         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1595         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1596         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1597                 iter->oom_lock = false;
1598         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1599 }
1600
1601 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         struct mem_cgroup *iter;
1604
1605         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1606         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1607                 iter->under_oom++;
1608         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1609 }
1610
1611 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         struct mem_cgroup *iter;
1614
1615         /*
1616          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1617          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1618          */
1619         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1620         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1621                 if (iter->under_oom > 0)
1622                         iter->under_oom--;
1623         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1624 }
1625
1626 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1627
1628 struct oom_wait_info {
1629         struct mem_cgroup *memcg;
1630         wait_queue_t    wait;
1631 };
1632
1633 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1634         unsigned mode, int sync, void *arg)
1635 {
1636         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1637         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1638         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1639
1640         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1641         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1642
1643         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1644             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1645                 return 0;
1646         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1647 }
1648
1649 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1650 {
1651         /*
1652          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1653          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1654          * this function is called as a result of userland actions
1655          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1656          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1657          * triggering notification.
1658          */
1659         if (memcg && memcg->under_oom)
1660                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1661 }
1662
1663 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1664 {
1665         if (!current->memcg_may_oom)
1666                 return;
1667         /*
1668          * We are in the middle of the charge context here, so we
1669          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1670          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1671          *
1672          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1673          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1674          * invocation might not even be necessary.
1675          *
1676          * That's why we don't do anything here except remember the
1677          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1678          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1679          * and when we know whether the fault was overall successful.
1680          */
1681         css_get(&memcg->css);
1682         current->memcg_in_oom = memcg;
1683         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1684         current->memcg_oom_order = order;
1685 }
1686
1687 /**
1688  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1689  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1690  *
1691  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1692  * handler was enabled.
1693  *
1694  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1695  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1696  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1697  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1698  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1699  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1700  *
1701  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1702  * completed, %false otherwise.
1703  */
1704 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1705 {
1706         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1707         struct oom_wait_info owait;
1708         bool locked;
1709
1710         /* OOM is global, do not handle */
1711         if (!memcg)
1712                 return false;
1713
1714         if (!handle || oom_killer_disabled)
1715                 goto cleanup;
1716
1717         owait.memcg = memcg;
1718         owait.wait.flags = 0;
1719         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1720         owait.wait.private = current;
1721         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1722
1723         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1724         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1725
1726         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1727
1728         if (locked)
1729                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1730
1731         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1732                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1733                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1734                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1735                                          current->memcg_oom_order);
1736         } else {
1737                 schedule();
1738                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1739                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1740         }
1741
1742         if (locked) {
1743                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1744                 /*
1745                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1746                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1747                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1748                  */
1749                 memcg_oom_recover(memcg);
1750         }
1751 cleanup:
1752         current->memcg_in_oom = NULL;
1753         css_put(&memcg->css);
1754         return true;
1755 }
1756
1757 /**
1758  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1759  * @page: page that is going to change accounted state
1760  *
1761  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1762  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1763  * being moved to another memcg:
1764  *
1765  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1766  *   if (TestClearPageState(page))
1767  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1768  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1769  */
1770 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1771 {
1772         struct mem_cgroup *memcg;
1773         unsigned long flags;
1774
1775         /*
1776          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1777          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1778          * because page moving starts with an RCU grace period.
1779          *
1780          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1781          * the page state that is going to change is the only thing
1782          * preventing the page from being uncharged.
1783          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1784          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1785          * account transaction might be complete.
1786          */
1787         rcu_read_lock();
1788
1789         if (mem_cgroup_disabled())
1790                 return NULL;
1791 again:
1792         memcg = page->mem_cgroup;
1793         if (unlikely(!memcg))
1794                 return NULL;
1795
1796         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1797                 return memcg;
1798
1799         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1800         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1801                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1802                 goto again;
1803         }
1804
1805         /*
1806          * When charge migration first begins, we can have locked and
1807          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1808          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1809          */
1810         memcg->move_lock_task = current;
1811         memcg->move_lock_flags = flags;
1812
1813         return memcg;
1814 }
1815 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1816
1817 /**
1818  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1819  * @memcg: the memcg that was accounted against
1820  */
1821 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1822 {
1823         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1824                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1825
1826                 memcg->move_lock_task = NULL;
1827                 memcg->move_lock_flags = 0;
1828
1829                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1830         }
1831
1832         rcu_read_unlock();
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1835
1836 /*
1837  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1838  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1839  */
1840 #define CHARGE_BATCH    32U
1841 struct memcg_stock_pcp {
1842         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1843         unsigned int nr_pages;
1844         struct work_struct work;
1845         unsigned long flags;
1846 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1847 };
1848 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1849 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1850
1851 /**
1852  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1853  * @memcg: memcg to consume from.
1854  * @nr_pages: how many pages to charge.
1855  *
1856  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1857  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1858  * service an allocation will refill the stock.
1859  *
1860  * returns true if successful, false otherwise.
1861  */
1862 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1863 {
1864         struct memcg_stock_pcp *stock;
1865         bool ret = false;
1866
1867         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1868                 return ret;
1869
1870         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1871         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1872                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1873                 ret = true;
1874         }
1875         put_cpu_var(memcg_stock);
1876         return ret;
1877 }
1878
1879 /*
1880  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1881  */
1882 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1883 {
1884         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1885
1886         if (stock->nr_pages) {
1887                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1888                 if (do_swap_account)
1889                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1890                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1891                 stock->nr_pages = 0;
1892         }
1893         stock->cached = NULL;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1898  * a thread which is pinned to local cpu.
1899  */
1900 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1901 {
1902         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1903         drain_stock(stock);
1904         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1909  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1910  */
1911 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1912 {
1913         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1914
1915         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1916                 drain_stock(stock);
1917                 stock->cached = memcg;
1918         }
1919         stock->nr_pages += nr_pages;
1920         put_cpu_var(memcg_stock);
1921 }
1922
1923 /*
1924  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1925  * of the hierarchy under it.
1926  */
1927 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1928 {
1929         int cpu, curcpu;
1930
1931         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1932         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1933                 return;
1934         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1935         get_online_cpus();
1936         curcpu = get_cpu();
1937         for_each_online_cpu(cpu) {
1938                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1939                 struct mem_cgroup *memcg;
1940
1941                 memcg = stock->cached;
1942                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1943                         continue;
1944                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1945                         continue;
1946                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1947                         if (cpu == curcpu)
1948                                 drain_local_stock(&stock->work);
1949                         else
1950                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1951                 }
1952         }
1953         put_cpu();
1954         put_online_cpus();
1955         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1956 }
1957
1958 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1959                                         unsigned long action,
1960                                         void *hcpu)
1961 {
1962         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1963         struct memcg_stock_pcp *stock;
1964
1965         if (action == CPU_ONLINE)
1966                 return NOTIFY_OK;
1967
1968         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1969                 return NOTIFY_OK;
1970
1971         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1972         drain_stock(stock);
1973         return NOTIFY_OK;
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1978  * and reclaims memory over the high limit.
1979  */
1980 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1981 {
1982         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1983         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
1984
1985         if (likely(!nr_pages))
1986                 return;
1987
1988         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1989
1990         do {
1991                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
1992                         continue;
1993                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
1994                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
1995         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
1996
1997         css_put(&memcg->css);
1998         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1999 }
2000
2001 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2002                       unsigned int nr_pages)
2003 {
2004         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2005         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2006         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2007         struct page_counter *counter;
2008         unsigned long nr_reclaimed;
2009         bool may_swap = true;
2010         bool drained = false;
2011         int ret = 0;
2012
2013         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2014                 goto done;
2015 retry:
2016         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2017                 goto done;
2018
2019         if (!do_swap_account ||
2020             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2021                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2022                         goto done_restock;
2023                 if (do_swap_account)
2024                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2025                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2026         } else {
2027                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2028                 may_swap = false;
2029         }
2030
2031         if (batch > nr_pages) {
2032                 batch = nr_pages;
2033                 goto retry;
2034         }
2035
2036         /*
2037          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2038          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2039          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2040          * free their memory.
2041          */
2042         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2043                      fatal_signal_pending(current) ||
2044                      current->flags & PF_EXITING))
2045                 goto bypass;
2046
2047         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2048                 goto nomem;
2049
2050         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2051                 goto nomem;
2052
2053         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2054
2055         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2056                                                     gfp_mask, may_swap);
2057
2058         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2059                 goto retry;
2060
2061         if (!drained) {
2062                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2063                 drained = true;
2064                 goto retry;
2065         }
2066
2067         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2068                 goto nomem;
2069         /*
2070          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2071          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2072          * before killing the task.
2073          *
2074          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2075          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2076          * to regular pages anyway in case of failure.
2077          */
2078         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2079                 goto retry;
2080         /*
2081          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2082          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2083          */
2084         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2085                 goto retry;
2086
2087         if (nr_retries--)
2088                 goto retry;
2089
2090         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2091                 goto bypass;
2092
2093         if (fatal_signal_pending(current))
2094                 goto bypass;
2095
2096         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2097
2098         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2099 nomem:
2100         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2101                 return -ENOMEM;
2102 bypass:
2103         return -EINTR;
2104
2105 done_restock:
2106         css_get_many(&memcg->css, batch);
2107         if (batch > nr_pages)
2108                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2109
2110         /*
2111          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2112          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2113          * if __GFP_WAIT but let's always punt for simplicity and so that
2114          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2115          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2116          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2117          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2118          */
2119         do {
2120                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2121                         current->memcg_nr_pages_over_high += nr_pages;
2122                         set_notify_resume(current);
2123                         break;
2124                 }
2125         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2126 done:
2127         return ret;
2128 }
2129
2130 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2131 {
2132         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2133                 return;
2134
2135         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2136         if (do_swap_account)
2137                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2138
2139         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2140 }
2141
2142 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2143 {
2144         struct zone *zone = page_zone(page);
2145
2146         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2147         if (PageLRU(page)) {
2148                 struct lruvec *lruvec;
2149
2150                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2151                 ClearPageLRU(page);
2152                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2153                 *isolated = 1;
2154         } else
2155                 *isolated = 0;
2156 }
2157
2158 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2159 {
2160         struct zone *zone = page_zone(page);
2161
2162         if (isolated) {
2163                 struct lruvec *lruvec;
2164
2165                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2166                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2167                 SetPageLRU(page);
2168                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2169         }
2170         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2171 }
2172
2173 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2174                           bool lrucare)
2175 {
2176         int isolated;
2177
2178         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2179
2180         /*
2181          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2182          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2183          */
2184         if (lrucare)
2185                 lock_page_lru(page, &isolated);
2186
2187         /*
2188          * Nobody should be changing or seriously looking at
2189          * page->mem_cgroup at this point:
2190          *
2191          * - the page is uncharged
2192          *
2193          * - the page is off-LRU
2194          *
2195          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2196          *   a locked page table
2197          *
2198          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2199          *   have the page locked
2200          */
2201         page->mem_cgroup = memcg;
2202
2203         if (lrucare)
2204                 unlock_page_lru(page, isolated);
2205 }
2206
2207 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2208 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2209                       unsigned long nr_pages)
2210 {
2211         struct page_counter *counter;
2212         int ret = 0;
2213
2214         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2215         if (ret < 0)
2216                 return ret;
2217
2218         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2219         if (ret == -EINTR)  {
2220                 /*
2221                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2222                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2223                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2224                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2225                  * perspective, the cache has already been selected, by
2226                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2227                  * our minds.
2228                  *
2229                  * This condition will only trigger if the task entered
2230                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2231                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2232                  * when the allocation triggers should have been already
2233                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2234                  */
2235                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2236                 if (do_swap_account)
2237                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2238                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2239                 ret = 0;
2240         } else if (ret)
2241                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2242
2243         return ret;
2244 }
2245
2246 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2247 {
2248         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2249         if (do_swap_account)
2250                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2251
2252         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2253
2254         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2255 }
2256
2257 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2258 {
2259         int id, size;
2260         int err;
2261
2262         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2263                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2264         if (id < 0)
2265                 return id;
2266
2267         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2268                 return id;
2269
2270         /*
2271          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2272          * so we have to grow them.
2273          */
2274         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2275
2276         size = 2 * (id + 1);
2277         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2278                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2279         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2280                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2281
2282         err = memcg_update_all_caches(size);
2283         if (!err)
2284                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2285         if (!err)
2286                 memcg_nr_cache_ids = size;
2287
2288         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2289
2290         if (err) {
2291                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2292                 return err;
2293         }
2294         return id;
2295 }
2296
2297 static void memcg_free_cache_id(int id)
2298 {
2299         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2300 }
2301
2302 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2303         struct mem_cgroup *memcg;
2304         struct kmem_cache *cachep;
2305         struct work_struct work;
2306 };
2307
2308 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2309 {
2310         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2311                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2312         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2313         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2314
2315         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2316
2317         css_put(&memcg->css);
2318         kfree(cw);
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2323  */
2324 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2325                                                struct kmem_cache *cachep)
2326 {
2327         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2328
2329         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2330         if (!cw)
2331                 return;
2332
2333         css_get(&memcg->css);
2334
2335         cw->memcg = memcg;
2336         cw->cachep = cachep;
2337         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2338
2339         schedule_work(&cw->work);
2340 }
2341
2342 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2343                                              struct kmem_cache *cachep)
2344 {
2345         /*
2346          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2347          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2348          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2349          *
2350          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2351          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2352          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2353          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2354          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2355          */
2356         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2357         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2358         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2359 }
2360
2361 /*
2362  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2363  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2364  *
2365  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2366  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2367  * in a workqueue.
2368  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2369  * the original cache.
2370  *
2371  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2372  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2373  */
2374 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2375 {
2376         struct mem_cgroup *memcg;
2377         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2378         int kmemcg_id;
2379
2380         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2381
2382         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2383                 return cachep;
2384
2385         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2386         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2387         if (kmemcg_id < 0)
2388                 goto out;
2389
2390         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2391         if (likely(memcg_cachep))
2392                 return memcg_cachep;
2393
2394         /*
2395          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2396          * context), we could be be predictable and return right away.
2397          * This would guarantee that the allocation being performed
2398          * already belongs in the new cache.
2399          *
2400          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2401          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2402          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2403          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2404          * defer everything.
2405          */
2406         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2407 out:
2408         css_put(&memcg->css);
2409         return cachep;
2410 }
2411
2412 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2413 {
2414         if (!is_root_cache(cachep))
2415                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2416 }
2417
2418 /*
2419  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2420  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2421  * need a further commit step to do the final arrangements.
2422  *
2423  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2424  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2425  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2426  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2427  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2428  * the compiled-out case as well.
2429  *
2430  * Returning true means the allocation is possible.
2431  */
2432 bool
2433 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2434 {
2435         struct mem_cgroup *memcg;
2436         int ret;
2437
2438         *_memcg = NULL;
2439
2440         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2441
2442         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2443                 css_put(&memcg->css);
2444                 return true;
2445         }
2446
2447         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2448         if (!ret)
2449                 *_memcg = memcg;
2450
2451         css_put(&memcg->css);
2452         return (ret == 0);
2453 }
2454
2455 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2456                               int order)
2457 {
2458         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2459
2460         /* The page allocation failed. Revert */
2461         if (!page) {
2462                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2463                 return;
2464         }
2465         page->mem_cgroup = memcg;
2466 }
2467
2468 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2469 {
2470         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2471
2472         if (!memcg)
2473                 return;
2474
2475         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2476
2477         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2478         page->mem_cgroup = NULL;
2479 }
2480
2481 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2482 {
2483         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2484         struct kmem_cache *cachep;
2485         struct page *page;
2486
2487         page = virt_to_head_page(ptr);
2488         if (PageSlab(page)) {
2489                 cachep = page->slab_cache;
2490                 if (!is_root_cache(cachep))
2491                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2492         } else
2493                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2494                 memcg = page->mem_cgroup;
2495
2496         return memcg;
2497 }
2498 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2499
2500 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2501
2502 /*
2503  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2504  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2505  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2506  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2507  */
2508 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2509 {
2510         int i;
2511
2512         if (mem_cgroup_disabled())
2513                 return;
2514
2515         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2516                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2517
2518         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2519                        HPAGE_PMD_NR);
2520 }
2521 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2522
2523 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2524 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2525                                          bool charge)
2526 {
2527         int val = (charge) ? 1 : -1;
2528         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2529 }
2530
2531 /**
2532  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2533  * @entry: swap entry to be moved
2534  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2535  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2536  *
2537  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2538  * as the mem_cgroup's id of @from.
2539  *
2540  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2541  *
2542  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2543  * both res and memsw, and called css_get().
2544  */
2545 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2546                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2547 {
2548         unsigned short old_id, new_id;
2549
2550         old_id = mem_cgroup_id(from);
2551         new_id = mem_cgroup_id(to);
2552
2553         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2554                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2555                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2556                 return 0;
2557         }
2558         return -EINVAL;
2559 }
2560 #else
2561 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2562                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2563 {
2564         return -EINVAL;
2565 }
2566 #endif
2567
2568 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2569
2570 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2571                                    unsigned long limit)
2572 {
2573         unsigned long curusage;
2574         unsigned long oldusage;
2575         bool enlarge = false;
2576         int retry_count;
2577         int ret;
2578
2579         /*
2580          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2581          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2582          * of # of children which we should visit in this loop.
2583          */
2584         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2585                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2586
2587         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2588
2589         do {
2590                 if (signal_pending(current)) {
2591                         ret = -EINTR;
2592                         break;
2593                 }
2594
2595                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2596                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2597                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2598                         ret = -EINVAL;
2599                         break;
2600                 }
2601                 if (limit > memcg->memory.limit)
2602                         enlarge = true;
2603                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2604                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2605
2606                 if (!ret)
2607                         break;
2608
2609                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2610
2611                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2612                 /* Usage is reduced ? */
2613                 if (curusage >= oldusage)
2614                         retry_count--;
2615                 else
2616                         oldusage = curusage;
2617         } while (retry_count);
2618
2619         if (!ret && enlarge)
2620                 memcg_oom_recover(memcg);
2621
2622         return ret;
2623 }
2624
2625 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2626                                          unsigned long limit)
2627 {
2628         unsigned long curusage;
2629         unsigned long oldusage;
2630         bool enlarge = false;
2631         int retry_count;
2632         int ret;
2633
2634         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2635         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2636                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2637
2638         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2639
2640         do {
2641                 if (signal_pending(current)) {
2642                         ret = -EINTR;
2643                         break;
2644                 }
2645
2646                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2647                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2648                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2649                         ret = -EINVAL;
2650                         break;
2651                 }
2652                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2653                         enlarge = true;
2654                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2655                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2656
2657                 if (!ret)
2658                         break;
2659
2660                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2661
2662                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2663                 /* Usage is reduced ? */
2664                 if (curusage >= oldusage)
2665                         retry_count--;
2666                 else
2667                         oldusage = curusage;
2668         } while (retry_count);
2669
2670         if (!ret && enlarge)
2671                 memcg_oom_recover(memcg);
2672
2673         return ret;
2674 }
2675
2676 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2677                                             gfp_t gfp_mask,
2678                                             unsigned long *total_scanned)
2679 {
2680         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2681         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2682         unsigned long reclaimed;
2683         int loop = 0;
2684         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2685         unsigned long excess;
2686         unsigned long nr_scanned;
2687
2688         if (order > 0)
2689                 return 0;
2690
2691         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2692         /*
2693          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2694          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2695          * pressure
2696          */
2697         do {
2698                 if (next_mz)
2699                         mz = next_mz;
2700                 else
2701                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2702                 if (!mz)
2703                         break;
2704
2705                 nr_scanned = 0;
2706                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2707                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2708                 nr_reclaimed += reclaimed;
2709                 *total_scanned += nr_scanned;
2710                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2711                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2712
2713                 /*
2714                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2715                  * it is time to move on to the next cgroup
2716                  */
2717                 next_mz = NULL;
2718                 if (!reclaimed)
2719                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2720
2721                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2722                 /*
2723                  * One school of thought says that we should not add
2724                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2725                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2726                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2727                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2728                  * term TODO.
2729                  */
2730                 /* If excess == 0, no tree ops */
2731                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2732                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2733                 css_put(&mz->memcg->css);
2734                 loop++;
2735                 /*
2736                  * Could not reclaim anything and there are no more
2737                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2738                  * reclaiming anything.
2739                  */
2740                 if (!nr_reclaimed &&
2741                         (next_mz == NULL ||
2742                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2743                         break;
2744         } while (!nr_reclaimed);
2745         if (next_mz)
2746                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2747         return nr_reclaimed;
2748 }
2749
2750 /*
2751  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2752  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2753  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2754  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2755  */
2756 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2757 {
2758         bool ret;
2759
2760         /*
2761          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2762          * it prevents a new child from being initialized based on this
2763          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2764          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2765          */
2766         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2767
2768         rcu_read_lock();
2769         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2770         rcu_read_unlock();
2771         return ret;
2772 }
2773
2774 /*
2775  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2776  * the rest to the parent.
2777  *
2778  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2779  */
2780 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2781 {
2782         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2783
2784         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2785         lru_add_drain_all();
2786         /* try to free all pages in this cgroup */
2787         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2788                 int progress;
2789
2790                 if (signal_pending(current))
2791                         return -EINTR;
2792
2793                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2794                                                         GFP_KERNEL, true);
2795                 if (!progress) {
2796                         nr_retries--;
2797                         /* maybe some writeback is necessary */
2798                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2799                 }
2800
2801         }
2802
2803         return 0;
2804 }
2805
2806 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2807                                             char *buf, size_t nbytes,
2808                                             loff_t off)
2809 {
2810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2811
2812         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2813                 return -EINVAL;
2814         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2815 }
2816
2817 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2818                                      struct cftype *cft)
2819 {
2820         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2821 }
2822
2823 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2824                                       struct cftype *cft, u64 val)
2825 {
2826         int retval = 0;
2827         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2828         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2829
2830         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2831
2832         if (memcg->use_hierarchy == val)
2833                 goto out;
2834
2835         /*
2836          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2837          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2838          * occur, provided the current cgroup has no children.
2839          *
2840          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2841          * set if there are no children.
2842          */
2843         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2844                                 (val == 1 || val == 0)) {
2845                 if (!memcg_has_children(memcg))
2846                         memcg->use_hierarchy = val;
2847                 else
2848                         retval = -EBUSY;
2849         } else
2850                 retval = -EINVAL;
2851
2852 out:
2853         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2854
2855         return retval;
2856 }
2857
2858 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2859                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2860 {
2861         struct mem_cgroup *iter;
2862         unsigned long val = 0;
2863
2864         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2865                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2866
2867         return val;
2868 }
2869
2870 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2871 {
2872         u64 val;
2873
2874         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2875                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2876                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2877                 if (swap)
2878                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2879         } else {
2880                 if (!swap)
2881                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2882                 else
2883                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2884         }
2885         return val << PAGE_SHIFT;
2886 }
2887
2888 enum {
2889         RES_USAGE,
2890         RES_LIMIT,
2891         RES_MAX_USAGE,
2892         RES_FAILCNT,
2893         RES_SOFT_LIMIT,
2894 };
2895
2896 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2897                                struct cftype *cft)
2898 {
2899         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2900         struct page_counter *counter;
2901
2902         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2903         case _MEM:
2904                 counter = &memcg->memory;
2905                 break;
2906         case _MEMSWAP:
2907                 counter = &memcg->memsw;
2908                 break;
2909         case _KMEM:
2910                 counter = &memcg->kmem;
2911                 break;
2912         default:
2913                 BUG();
2914         }
2915
2916         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2917         case RES_USAGE:
2918                 if (counter == &memcg->memory)
2919                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
2920                 if (counter == &memcg->memsw)
2921                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
2922                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2923         case RES_LIMIT:
2924                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2925         case RES_MAX_USAGE:
2926                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2927         case RES_FAILCNT:
2928                 return counter->failcnt;
2929         case RES_SOFT_LIMIT:
2930                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2931         default:
2932                 BUG();
2933         }
2934 }
2935
2936 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2937 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2938                                unsigned long nr_pages)
2939 {
2940         int err = 0;
2941         int memcg_id;
2942
2943         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2944         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2945         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2946
2947         /*
2948          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2949          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2950          * already joined.
2951          *
2952          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2953          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2954          * place, which makes the value quite meaningless.
2955          *
2956          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2957          * of course permitted.
2958          */
2959         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2960         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
2961             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2962                 err = -EBUSY;
2963         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2964         if (err)
2965                 goto out;
2966
2967         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2968         if (memcg_id < 0) {
2969                 err = memcg_id;
2970                 goto out;
2971         }
2972
2973         /*
2974          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2975          * activated yet, so this should succeed.
2976          */
2977         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2978         VM_BUG_ON(err);
2979
2980         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2981         /*
2982          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2983          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2984          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2985          * patched.
2986          */
2987         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2988         memcg->kmem_acct_activated = true;
2989         memcg->kmem_acct_active = true;
2990 out:
2991         return err;
2992 }
2993
2994 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2995                                    unsigned long limit)
2996 {
2997         int ret;
2998
2999         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3000         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3001                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
3002         else
3003                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
3004         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3005         return ret;
3006 }
3007
3008 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3009 {
3010         int ret = 0;
3011         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3012
3013         if (!parent)
3014                 return 0;
3015
3016         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
3017         /*
3018          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
3019          * after this point, because it has at least one child already.
3020          */
3021         if (memcg_kmem_is_active(parent))
3022                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
3023         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3024         return ret;
3025 }
3026 #else
3027 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3028                                    unsigned long limit)
3029 {
3030         return -EINVAL;
3031 }
3032 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3033
3034 /*
3035  * The user of this function is...
3036  * RES_LIMIT.
3037  */
3038 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3039                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3040 {
3041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3042         unsigned long nr_pages;
3043         int ret;
3044
3045         buf = strstrip(buf);
3046         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3047         if (ret)
3048                 return ret;
3049
3050         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3051         case RES_LIMIT:
3052                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3053                         ret = -EINVAL;
3054                         break;
3055                 }
3056                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3057                 case _MEM:
3058                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3059                         break;
3060                 case _MEMSWAP:
3061                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3062                         break;
3063                 case _KMEM:
3064                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3065                         break;
3066                 }
3067                 break;
3068         case RES_SOFT_LIMIT:
3069                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3070                 ret = 0;
3071                 break;
3072         }
3073         return ret ?: nbytes;
3074 }
3075
3076 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3077                                 size_t nbytes, loff_t off)
3078 {
3079         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3080         struct page_counter *counter;
3081
3082         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3083         case _MEM:
3084                 counter = &memcg->memory;
3085                 break;
3086         case _MEMSWAP:
3087                 counter = &memcg->memsw;
3088                 break;
3089         case _KMEM:
3090                 counter = &memcg->kmem;
3091                 break;
3092         default:
3093                 BUG();
3094         }
3095
3096         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3097         case RES_MAX_USAGE:
3098                 page_counter_reset_watermark(counter);
3099                 break;
3100         case RES_FAILCNT:
3101                 counter->failcnt = 0;
3102                 break;
3103         default:
3104                 BUG();
3105         }
3106
3107         return nbytes;
3108 }
3109
3110 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3111                                         struct cftype *cft)
3112 {
3113         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3114 }
3115
3116 #ifdef CONFIG_MMU
3117 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3118                                         struct cftype *cft, u64 val)
3119 {
3120         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3121
3122         if (val & ~MOVE_MASK)
3123                 return -EINVAL;
3124
3125         /*
3126          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3127          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3128          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3129          * affect task migrations starting after the change.
3130          */
3131         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3132         return 0;
3133 }
3134 #else
3135 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3136                                         struct cftype *cft, u64 val)
3137 {
3138         return -ENOSYS;
3139 }
3140 #endif
3141
3142 #ifdef CONFIG_NUMA
3143 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3144 {
3145         struct numa_stat {
3146                 const char *name;
3147                 unsigned int lru_mask;
3148         };
3149
3150         static const struct numa_stat stats[] = {
3151                 { "total", LRU_ALL },
3152                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3153                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3154                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3155         };
3156         const struct numa_stat *stat;
3157         int nid;
3158         unsigned long nr;
3159         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3160
3161         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3162                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3163                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3164                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3165                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3166                                                           stat->lru_mask);
3167                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3168                 }
3169                 seq_putc(m, '\n');
3170         }
3171
3172         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3173                 struct mem_cgroup *iter;
3174
3175                 nr = 0;
3176                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3177                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3178                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3179                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3180                         nr = 0;
3181                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3182                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3183                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3184                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3185                 }
3186                 seq_putc(m, '\n');
3187         }
3188
3189         return 0;
3190 }
3191 #endif /* CONFIG_NUMA */
3192
3193 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3194 {
3195         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3196         unsigned long memory, memsw;
3197         struct mem_cgroup *mi;
3198         unsigned int i;
3199
3200         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3201                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3202         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3203                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3204         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3205
3206         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3207                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3208                         continue;
3209                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3210                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3211         }
3212
3213         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3214                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3215                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3216
3217         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3218                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3219                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3220
3221         /* Hierarchical information */
3222         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3223         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3224                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3225                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3226         }
3227         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3228                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3229         if (do_swap_account)
3230                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3231                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3232
3233         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3234                 unsigned long long val = 0;
3235
3236                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3237                         continue;
3238                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3239                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3240                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3241         }
3242
3243         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3244                 unsigned long long val = 0;
3245
3246                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3247                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3248                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3249                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3250         }
3251
3252         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3253                 unsigned long long val = 0;
3254
3255                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3256                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3257                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3258         }
3259
3260 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3261         {
3262                 int nid, zid;
3263                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3264                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3265                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3266                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3267
3268                 for_each_online_node(nid)
3269                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3270                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3271                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3272
3273                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3274                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3275                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3276                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3277                         }
3278                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3279                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3280                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3281                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3282         }
3283 #endif
3284
3285         return 0;
3286 }
3287
3288 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3289                                       struct cftype *cft)
3290 {
3291         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3292
3293         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3294 }
3295
3296 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3297                                        struct cftype *cft, u64 val)
3298 {
3299         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3300
3301         if (val > 100)
3302                 return -EINVAL;
3303
3304         if (css->parent)
3305                 memcg->swappiness = val;
3306         else
3307                 vm_swappiness = val;
3308
3309         return 0;
3310 }
3311
3312 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3313 {
3314         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3315         unsigned long usage;
3316         int i;
3317
3318         rcu_read_lock();
3319         if (!swap)
3320                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3321         else
3322                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3323
3324         if (!t)
3325                 goto unlock;
3326
3327         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3328
3329         /*
3330          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3331          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3332          * call of __mem_cgroup_threshold().
3333          */
3334         i = t->current_threshold;
3335
3336         /*
3337          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3338          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3339          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3340          * only one element of the array here.
3341          */
3342         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3343                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3344
3345         /* i = current_threshold + 1 */
3346         i++;
3347
3348         /*
3349          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3350          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3351          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3352          * only one element of the array here.
3353          */
3354         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3355                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3356
3357         /* Update current_threshold */
3358         t->current_threshold = i - 1;
3359 unlock:
3360         rcu_read_unlock();
3361 }
3362
3363 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3364 {
3365         while (memcg) {
3366                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3367                 if (do_swap_account)
3368                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3369
3370                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3371         }
3372 }
3373
3374 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3375 {
3376         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3377         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3378
3379         if (_a->threshold > _b->threshold)
3380                 return 1;
3381
3382         if (_a->threshold < _b->threshold)
3383                 return -1;
3384
3385         return 0;
3386 }
3387
3388 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3389 {
3390         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3391
3392         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3393
3394         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3395                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3396
3397         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3398         return 0;
3399 }
3400
3401 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3402 {
3403         struct mem_cgroup *iter;
3404
3405         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3406                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3407 }
3408
3409 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3410         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3411 {
3412         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3413         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3414         unsigned long threshold;
3415         unsigned long usage;
3416         int i, size, ret;
3417
3418         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3419         if (ret)
3420                 return ret;
3421         threshold <<= PAGE_SHIFT;
3422
3423         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3424
3425         if (type == _MEM) {
3426                 thresholds = &memcg->thresholds;
3427                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3428         } else if (type == _MEMSWAP) {
3429                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3430                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3431         } else
3432                 BUG();
3433
3434         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3435         if (thresholds->primary)
3436                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3437
3438         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3439
3440         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3441         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3442                         GFP_KERNEL);
3443         if (!new) {
3444                 ret = -ENOMEM;
3445                 goto unlock;
3446         }
3447         new->size = size;
3448
3449         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3450         if (thresholds->primary) {
3451                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3452                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3453         }
3454
3455         /* Add new threshold */
3456         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3457         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3458
3459         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3460         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3461                         compare_thresholds, NULL);
3462
3463         /* Find current threshold */
3464         new->current_threshold = -1;
3465         for (i = 0; i < size; i++) {
3466                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3467                         /*
3468                          * new->current_threshold will not be used until
3469                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3470                          * it here.
3471                          */
3472                         ++new->current_threshold;
3473                 } else
3474                         break;
3475         }
3476
3477         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3478         kfree(thresholds->spare);
3479         thresholds->spare = thresholds->primary;
3480
3481         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3482
3483         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3484         synchronize_rcu();
3485
3486 unlock:
3487         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3488
3489         return ret;
3490 }
3491
3492 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3493         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3494 {
3495         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3496 }
3497
3498 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3499         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3500 {
3501         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3502 }
3503
3504 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3505         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3506 {
3507         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3508         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3509         unsigned long usage;
3510         int i, j, size;
3511
3512         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3513
3514         if (type == _MEM) {
3515                 thresholds = &memcg->thresholds;
3516                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3517         } else if (type == _MEMSWAP) {
3518                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3519                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3520         } else
3521                 BUG();
3522
3523         if (!thresholds->primary)
3524                 goto unlock;
3525
3526         /* Check if a threshold crossed before removing */
3527         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3528
3529         /* Calculate new number of threshold */
3530         size = 0;
3531         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3532                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3533                         size++;
3534         }
3535
3536         new = thresholds->spare;
3537
3538         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3539         if (!size) {
3540                 kfree(new);
3541                 new = NULL;
3542                 goto swap_buffers;
3543         }
3544
3545         new->size = size;
3546
3547         /* Copy thresholds and find current threshold */
3548         new->current_threshold = -1;
3549         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3550                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3551                         continue;
3552
3553                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3554                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3555                         /*
3556                          * new->current_threshold will not be used
3557                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3558                          * it here.
3559                          */
3560                         ++new->current_threshold;
3561                 }
3562                 j++;
3563         }
3564
3565 swap_buffers:
3566         /* Swap primary and spare array */
3567         thresholds->spare = thresholds->primary;
3568         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3569         if (!new) {
3570                 kfree(thresholds->spare);
3571                 thresholds->spare = NULL;
3572         }
3573
3574         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3575
3576         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3577         synchronize_rcu();
3578 unlock:
3579         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3580 }
3581
3582 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3583         struct eventfd_ctx *eventfd)
3584 {
3585         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3586 }
3587
3588 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3589         struct eventfd_ctx *eventfd)
3590 {
3591         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3592 }
3593
3594 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3595         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3596 {
3597         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3598
3599         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3600         if (!event)
3601                 return -ENOMEM;
3602
3603         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3604
3605         event->eventfd = eventfd;
3606         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3607
3608         /* already in OOM ? */
3609         if (memcg->under_oom)
3610                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3611         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3617         struct eventfd_ctx *eventfd)
3618 {
3619         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3620
3621         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3622
3623         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3624                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3625                         list_del(&ev->list);
3626                         kfree(ev);
3627                 }
3628         }
3629
3630         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3631 }
3632
3633 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3634 {
3635         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3636
3637         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3638         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3643         struct cftype *cft, u64 val)
3644 {
3645         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3646
3647         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3648         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3649                 return -EINVAL;
3650
3651         memcg->oom_kill_disable = val;
3652         if (!val)
3653                 memcg_oom_recover(memcg);
3654
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3659 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3660 {
3661         int ret;
3662
3663         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3664         if (ret)
3665                 return ret;
3666
3667         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3668 }
3669
3670 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3671 {
3672         struct cgroup_subsys_state *css;
3673         struct mem_cgroup *parent, *child;
3674         int kmemcg_id;
3675
3676         if (!memcg->kmem_acct_active)
3677                 return;
3678
3679         /*
3680          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3681          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3682          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3683          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3684          */
3685         memcg->kmem_acct_active = false;
3686
3687         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3688
3689         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3690         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3691
3692         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3693         if (!parent)
3694                 parent = root_mem_cgroup;
3695
3696         /*
3697          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3698          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3699          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3700          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3701          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3702          * memcg_drain_all_list_lrus().
3703          */
3704         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3705                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3706                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3707                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3708                 if (!memcg->use_hierarchy)
3709                         break;
3710         }
3711         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3712
3713         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3714 }
3715
3716 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3717 {
3718         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3719                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3720                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3721                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3722         }
3723         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3724 }
3725 #else
3726 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3727 {
3728         return 0;
3729 }
3730
3731 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3732 {
3733 }
3734
3735 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3736 {
3737 }
3738 #endif
3739
3740 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3741
3742 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3743 {
3744         return &memcg->cgwb_list;
3745 }
3746
3747 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3748 {
3749         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3750 }
3751
3752 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3753 {
3754         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3755 }
3756
3757 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3758 {
3759         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3760 }
3761
3762 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3763 {
3764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3765
3766         if (!memcg->css.parent)
3767                 return NULL;
3768
3769         return &memcg->cgwb_domain;
3770 }
3771
3772 /**
3773  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3774  * @wb: bdi_writeback in question
3775  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3776  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3777  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3778  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3779  *
3780  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3781  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3782  * is a bit more involved.
3783  *
3784  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3785  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3786  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3787  * available memory in the system.  The caller should further cap
3788  * *@pheadroom accordingly.
3789  */
3790 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3791                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3792                          unsigned long *pwriteback)
3793 {
3794         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3795         struct mem_cgroup *parent;
3796
3797         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3798
3799         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3800         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3801         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3802                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3803         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3804
3805         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3806                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3807                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3808
3809                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3810                 memcg = parent;
3811         }
3812 }
3813
3814 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3815
3816 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3817 {
3818         return 0;
3819 }
3820
3821 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3822 {
3823 }
3824
3825 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3826 {
3827 }
3828
3829 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3830
3831 /*
3832  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3833  *
3834  * "cgroup.event_control" implementation.
3835  *
3836  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3837  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3838  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3839  *
3840  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3841  * possible.
3842  */
3843
3844 /*
3845  * Unregister event and free resources.
3846  *
3847  * Gets called from workqueue.
3848  */
3849 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3850 {
3851         struct mem_cgroup_event *event =
3852                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3853         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3854
3855         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3856
3857         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3858
3859         /* Notify userspace the event is going away. */
3860         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3861
3862         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3863         kfree(event);
3864         css_put(&memcg->css);
3865 }
3866
3867 /*
3868  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3869  *
3870  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3871  */
3872 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3873                             int sync, void *key)
3874 {
3875         struct mem_cgroup_event *event =
3876                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3877         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3878         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3879
3880         if (flags & POLLHUP) {
3881                 /*
3882                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3883                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3884                  * for us.
3885                  *
3886                  * We can't race against event freeing since the other
3887                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3888                  * which we hold.
3889                  */
3890                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3891                 if (!list_empty(&event->list)) {
3892                         list_del_init(&event->list);
3893                         /*
3894                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3895                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3896                          */
3897                         schedule_work(&event->remove);
3898                 }
3899                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3900         }
3901
3902         return 0;
3903 }
3904
3905 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3906                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3907 {
3908         struct mem_cgroup_event *event =
3909                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3910
3911         event->wqh = wqh;
3912         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3913 }
3914
3915 /*
3916  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3917  *
3918  * Parse input and register new cgroup event handler.
3919  *
3920  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3921  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3922  */
3923 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3924                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3925 {
3926         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3927         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3928         struct mem_cgroup_event *event;
3929         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3930         unsigned int efd, cfd;
3931         struct fd efile;
3932         struct fd cfile;
3933         const char *name;
3934         char *endp;
3935         int ret;
3936
3937         buf = strstrip(buf);
3938
3939         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3940         if (*endp != ' ')
3941                 return -EINVAL;
3942         buf = endp + 1;
3943
3944         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3945         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3946                 return -EINVAL;
3947         buf = endp + 1;
3948
3949         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3950         if (!event)
3951                 return -ENOMEM;
3952
3953         event->memcg = memcg;
3954         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3955         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3956         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3957         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3958
3959         efile = fdget(efd);
3960         if (!efile.file) {
3961                 ret = -EBADF;
3962                 goto out_kfree;
3963         }
3964
3965         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3966         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3967                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3968                 goto out_put_efile;
3969         }
3970
3971         cfile = fdget(cfd);
3972         if (!cfile.file) {
3973                 ret = -EBADF;
3974                 goto out_put_eventfd;
3975         }
3976
3977         /* the process need read permission on control file */
3978         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3979         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3980         if (ret < 0)
3981                 goto out_put_cfile;
3982
3983         /*
3984          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3985          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3986          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3987          * is for compatibility anyway.
3988          *
3989          * DO NOT ADD NEW FILES.
3990          */
3991         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3992
3993         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3994                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3995                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3996         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3997                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3998                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3999         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4000                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4001                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4002         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4003                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4004                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4005         } else {
4006                 ret = -EINVAL;
4007                 goto out_put_cfile;
4008         }
4009
4010         /*
4011          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4012          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4013          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4014          */
4015         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4016                                                &memory_cgrp_subsys);
4017         ret = -EINVAL;
4018         if (IS_ERR(cfile_css))
4019                 goto out_put_cfile;
4020         if (cfile_css != css) {
4021                 css_put(cfile_css);
4022                 goto out_put_cfile;
4023         }
4024
4025         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4026         if (ret)
4027                 goto out_put_css;
4028
4029         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
4030
4031         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4032         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4033         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4034
4035         fdput(cfile);
4036         fdput(efile);
4037
4038         return nbytes;
4039
4040 out_put_css:
4041         css_put(css);
4042 out_put_cfile:
4043         fdput(cfile);
4044 out_put_eventfd:
4045         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4046 out_put_efile:
4047         fdput(efile);
4048 out_kfree:
4049         kfree(event);
4050
4051         return ret;
4052 }
4053
4054 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4055         {
4056                 .name = "usage_in_bytes",
4057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4058                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4059         },
4060         {
4061                 .name = "max_usage_in_bytes",
4062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4063                 .write = mem_cgroup_reset,
4064                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "limit_in_bytes",
4068                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4069                 .write = mem_cgroup_write,
4070                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4071         },
4072         {
4073                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4074                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4075                 .write = mem_cgroup_write,
4076                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4077         },
4078         {
4079                 .name = "failcnt",
4080                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4081                 .write = mem_cgroup_reset,
4082                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4083         },
4084         {
4085                 .name = "stat",
4086                 .seq_show = memcg_stat_show,
4087         },
4088         {
4089                 .name = "force_empty",
4090                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4091         },
4092         {
4093                 .name = "use_hierarchy",
4094                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4095                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4096         },
4097         {
4098                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4099                 .write = memcg_write_event_control,
4100                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4101                 .mode = S_IWUGO,
4102         },
4103         {
4104                 .name = "swappiness",
4105                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4106                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4107         },
4108         {
4109                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4110                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4111                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4112         },
4113         {
4114                 .name = "oom_control",
4115                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4116                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4118         },
4119         {
4120                 .name = "pressure_level",
4121         },
4122 #ifdef CONFIG_NUMA
4123         {
4124                 .name = "numa_stat",
4125                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4126         },
4127 #endif
4128 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4129         {
4130                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4131                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4132                 .write = mem_cgroup_write,
4133                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4134         },
4135         {
4136                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4137                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4138                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4139         },
4140         {
4141                 .name = "kmem.failcnt",
4142                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4143                 .write = mem_cgroup_reset,
4144                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4145         },
4146         {
4147                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4148                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4149                 .write = mem_cgroup_reset,
4150                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4151         },
4152 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4153         {
4154                 .name = "kmem.slabinfo",
4155                 .seq_start = slab_start,
4156                 .seq_next = slab_next,
4157                 .seq_stop = slab_stop,
4158                 .seq_show = memcg_slab_show,
4159         },
4160 #endif
4161 #endif
4162         { },    /* terminate */
4163 };
4164
4165 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4166 {
4167         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4168         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4169         int zone, tmp = node;
4170         /*
4171          * This routine is called against possible nodes.
4172          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4173          *
4174          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4175          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4176          *       function.
4177          */
4178         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4179                 tmp = -1;
4180         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4181         if (!pn)
4182                 return 1;
4183
4184         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4185                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4186                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4187                 mz->usage_in_excess = 0;
4188                 mz->on_tree = false;
4189                 mz->memcg = memcg;
4190         }
4191         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4192         return 0;
4193 }
4194
4195 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4196 {
4197         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4198 }
4199
4200 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4201 {
4202         struct mem_cgroup *memcg;
4203         size_t size;
4204
4205         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4206         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4207
4208         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4209         if (!memcg)
4210                 return NULL;
4211
4212         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4213         if (!memcg->stat)
4214                 goto out_free;
4215
4216         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4217                 goto out_free_stat;
4218
4219         return memcg;
4220
4221 out_free_stat:
4222         free_percpu(memcg->stat);
4223 out_free:
4224         kfree(memcg);
4225         return NULL;
4226 }
4227
4228 /*
4229  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4230  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4231  *
4232  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4233  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4234  * it goes down to 0.
4235  *
4236  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4237  */
4238
4239 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4240 {
4241         int node;
4242
4243         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4244
4245         for_each_node(node)
4246                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4247
4248         free_percpu(memcg->stat);
4249         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4250         kfree(memcg);
4251 }
4252
4253 /*
4254  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4255  */
4256 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4257 {
4258         if (!memcg->memory.parent)
4259                 return NULL;
4260         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4261 }
4262 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4263
4264 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4265 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4266 {
4267         struct mem_cgroup *memcg;
4268         long error = -ENOMEM;
4269         int node;
4270
4271         memcg = mem_cgroup_alloc();
4272         if (!memcg)
4273                 return ERR_PTR(error);
4274
4275         for_each_node(node)
4276                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4277                         goto free_out;
4278
4279         /* root ? */
4280         if (parent_css == NULL) {
4281                 root_mem_cgroup = memcg;
4282                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4283                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4284                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4285                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4286                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4287                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4288         }
4289
4290         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4291         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4292         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4293         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4294         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4295         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4296         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4297         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4298 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4299         memcg->kmemcg_id = -1;
4300 #endif
4301 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4302         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4303 #endif
4304         return &memcg->css;
4305
4306 free_out:
4307         __mem_cgroup_free(memcg);
4308         return ERR_PTR(error);
4309 }
4310
4311 static int
4312 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4313 {
4314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4315         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4316         int ret;
4317
4318         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4319                 return -ENOSPC;
4320
4321         if (!parent)
4322                 return 0;
4323
4324         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4325
4326         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4327         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4328         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4329
4330         if (parent->use_hierarchy) {
4331                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4332                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4333                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4334                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4335                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4336
4337                 /*
4338                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4339                  * core guarantees its existence.
4340                  */
4341         } else {
4342                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4343                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4344                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4345                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4346                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4347                 /*
4348                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4349                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4350                  * unfortunate state in our controller.
4351                  */
4352                 if (parent != root_mem_cgroup)
4353                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4354         }
4355         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4356
4357         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4358         if (ret)
4359                 return ret;
4360
4361         /*
4362          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4363          * orders reading memcg->initialized against its callers
4364          * reading the memcg members.
4365          */
4366         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4367
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4374         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4375
4376         /*
4377          * Unregister events and notify userspace.
4378          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4379          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4380          */
4381         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4382         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4383                 list_del_init(&event->list);
4384                 schedule_work(&event->remove);
4385         }
4386         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4387
4388         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4389
4390         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4391
4392         wb_memcg_offline(memcg);
4393 }
4394
4395 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4396 {
4397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4398
4399         memcg_destroy_kmem(memcg);
4400         __mem_cgroup_free(memcg);
4401 }
4402
4403 /**
4404  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4405  * @css: the target css
4406  *
4407  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4408  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4409  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4410  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4411  * made visible again.
4412  *
4413  * The current implementation only resets the essential configurations.
4414  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4415  */
4416 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4417 {
4418         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4419
4420         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4421         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4422         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4423         memcg->low = 0;
4424         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4425         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4426         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4427 }
4428
4429 #ifdef CONFIG_MMU
4430 /* Handlers for move charge at task migration. */
4431 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4432 {
4433         int ret;
4434
4435         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4436         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4437         if (!ret) {
4438                 mc.precharge += count;
4439                 return ret;
4440         }
4441         if (ret == -EINTR) {
4442                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4443                 return ret;
4444         }
4445
4446         /* Try charges one by one with reclaim */
4447         while (count--) {
4448                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4449                 /*
4450                  * In case of failure, any residual charges against
4451                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4452                  * later on.  However, cancel any charges that are
4453                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4454                  */
4455                 if (ret == -EINTR)
4456                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4457                 if (ret)
4458                         return ret;
4459                 mc.precharge++;
4460                 cond_resched();
4461         }
4462         return 0;
4463 }
4464
4465 /**
4466  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4467  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4468  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4469  * @ptent: the pte to be checked
4470  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4471  *
4472  * Returns
4473  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4474  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4475  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4476  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4477  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4478  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4479  *     in target->ent.
4480  *
4481  * Called with pte lock held.
4482  */
4483 union mc_target {
4484         struct page     *page;
4485         swp_entry_t     ent;
4486 };
4487
4488 enum mc_target_type {
4489         MC_TARGET_NONE = 0,
4490         MC_TARGET_PAGE,
4491         MC_TARGET_SWAP,
4492 };
4493
4494 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4495                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4496 {
4497         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4498
4499         if (!page || !page_mapped(page))
4500                 return NULL;
4501         if (PageAnon(page)) {
4502                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4503                         return NULL;
4504         } else {
4505                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4506                         return NULL;
4507         }
4508         if (!get_page_unless_zero(page))
4509                 return NULL;
4510
4511         return page;
4512 }
4513
4514 #ifdef CONFIG_SWAP
4515 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4516                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4517 {
4518         struct page *page = NULL;
4519         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4520
4521         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4522                 return NULL;
4523         /*
4524          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4525          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4526          */
4527         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4528         if (do_swap_account)
4529                 entry->val = ent.val;
4530
4531         return page;
4532 }
4533 #else
4534 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4535                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4536 {
4537         return NULL;
4538 }
4539 #endif
4540
4541 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4542                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4543 {
4544         struct page *page = NULL;
4545         struct address_space *mapping;
4546         pgoff_t pgoff;
4547
4548         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4549                 return NULL;
4550         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4551                 return NULL;
4552
4553         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4554         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4555
4556         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4557 #ifdef CONFIG_SWAP
4558         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4559         if (shmem_mapping(mapping)) {
4560                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4561                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4562                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4563                         if (do_swap_account)
4564                                 *entry = swp;
4565                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4566                 }
4567         } else
4568                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4569 #else
4570         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4571 #endif
4572         return page;
4573 }
4574
4575 /**
4576  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4577  * @page: the page
4578  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4579  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4580  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4581  *
4582  * The caller must confirm following.
4583  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4584  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4585  *
4586  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4587  * from old cgroup.
4588  */
4589 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4590                                    unsigned int nr_pages,
4591                                    struct mem_cgroup *from,
4592                                    struct mem_cgroup *to)
4593 {
4594         unsigned long flags;
4595         int ret;
4596         bool anon;
4597
4598         VM_BUG_ON(from == to);
4599         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4600         /*
4601          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4602          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4603          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4604          * hold it.
4605          */
4606         ret = -EBUSY;
4607         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4608                 goto out;
4609
4610         /*
4611          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4612          * of its source page while we change it: page migration takes
4613          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4614          */
4615         if (!trylock_page(page))
4616                 goto out;
4617
4618         ret = -EINVAL;
4619         if (page->mem_cgroup != from)
4620                 goto out_unlock;
4621
4622         anon = PageAnon(page);
4623
4624         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4625
4626         if (!anon && page_mapped(page)) {
4627                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4628                                nr_pages);
4629                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4630                                nr_pages);
4631         }
4632
4633         /*
4634          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4635          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4636          * So mapping should be stable for dirty pages.
4637          */
4638         if (!anon && PageDirty(page)) {
4639                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4640
4641                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4642                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4643                                        nr_pages);
4644                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4645                                        nr_pages);
4646                 }
4647         }
4648
4649         if (PageWriteback(page)) {
4650                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4651                                nr_pages);
4652                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4653                                nr_pages);
4654         }
4655
4656         /*
4657          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4658          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4659          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4660          */
4661
4662         /* caller should have done css_get */
4663         page->mem_cgroup = to;
4664         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4665
4666         ret = 0;
4667
4668         local_irq_disable();
4669         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4670         memcg_check_events(to, page);
4671         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4672         memcg_check_events(from, page);
4673         local_irq_enable();
4674 out_unlock:
4675         unlock_page(page);
4676 out:
4677         return ret;
4678 }
4679
4680 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4681                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4682 {
4683         struct page *page = NULL;
4684         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4685         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4686
4687         if (pte_present(ptent))
4688                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4689         else if (is_swap_pte(ptent))
4690                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4691         else if (pte_none(ptent))
4692                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4693
4694         if (!page && !ent.val)
4695                 return ret;
4696         if (page) {
4697                 /*
4698                  * Do only loose check w/o serialization.
4699                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4700                  * not under LRU exclusion.
4701                  */
4702                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4703                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4704                         if (target)
4705                                 target->page = page;
4706                 }
4707                 if (!ret || !target)
4708                         put_page(page);
4709         }
4710         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4711         if (ent.val && !ret &&
4712             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4713                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4714                 if (target)
4715                         target->ent = ent;
4716         }
4717         return ret;
4718 }
4719
4720 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4721 /*
4722  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4723  * support them for now.
4724  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4725  */
4726 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4727                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4728 {
4729         struct page *page = NULL;
4730         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4731
4732         page = pmd_page(pmd);
4733         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4734         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4735                 return ret;
4736         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4737                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4738                 if (target) {
4739                         get_page(page);
4740                         target->page = page;
4741                 }
4742         }
4743         return ret;
4744 }
4745 #else
4746 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4747                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4748 {
4749         return MC_TARGET_NONE;
4750 }
4751 #endif
4752
4753 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4754                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4755                                         struct mm_walk *walk)
4756 {
4757         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4758         pte_t *pte;
4759         spinlock_t *ptl;
4760
4761         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4762                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4763                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4764                 spin_unlock(ptl);
4765                 return 0;
4766         }
4767
4768         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4769                 return 0;
4770         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4771         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4772                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4773                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4774         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4775         cond_resched();
4776
4777         return 0;
4778 }
4779
4780 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4781 {
4782         unsigned long precharge;
4783
4784         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4785                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4786                 .mm = mm,
4787         };
4788         down_read(&mm->mmap_sem);
4789         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4790         up_read(&mm->mmap_sem);
4791
4792         precharge = mc.precharge;
4793         mc.precharge = 0;
4794
4795         return precharge;
4796 }
4797
4798 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4799 {
4800         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4801
4802         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4803         mc.moving_task = current;
4804         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4805 }
4806
4807 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4808 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4809 {
4810         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4811         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4812
4813         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4814         if (mc.precharge) {
4815                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4816                 mc.precharge = 0;
4817         }
4818         /*
4819          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4820          * we must uncharge here.
4821          */
4822         if (mc.moved_charge) {
4823                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4824                 mc.moved_charge = 0;
4825         }
4826         /* we must fixup refcnts and charges */
4827         if (mc.moved_swap) {
4828                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4829                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4830                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4831
4832                 /*
4833                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4834                  * should uncharge to->memory.
4835                  */
4836                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4837                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4838
4839                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4840
4841                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4842                 mc.moved_swap = 0;
4843         }
4844         memcg_oom_recover(from);
4845         memcg_oom_recover(to);
4846         wake_up_all(&mc.waitq);
4847 }
4848
4849 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4850 {
4851         /*
4852          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4853          * task migration.
4854          */
4855         mc.moving_task = NULL;
4856         __mem_cgroup_clear_mc();
4857         spin_lock(&mc.lock);
4858         mc.from = NULL;
4859         mc.to = NULL;
4860         spin_unlock(&mc.lock);
4861 }
4862
4863 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4864                                  struct cgroup_taskset *tset)
4865 {
4866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4867         struct mem_cgroup *from;
4868         struct task_struct *p;
4869         struct mm_struct *mm;
4870         unsigned long move_flags;
4871         int ret = 0;
4872
4873         /*
4874          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4875          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4876          * So we need to save it, and keep it going.
4877          */
4878         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4879         if (!move_flags)
4880                 return 0;
4881
4882         p = cgroup_taskset_first(tset);
4883         from = mem_cgroup_from_task(p);
4884
4885         VM_BUG_ON(from == memcg);
4886
4887         mm = get_task_mm(p);
4888         if (!mm)
4889                 return 0;
4890         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4891         if (mm->owner == p) {
4892                 VM_BUG_ON(mc.from);
4893                 VM_BUG_ON(mc.to);
4894                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4895                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4896                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4897
4898                 spin_lock(&mc.lock);
4899                 mc.from = from;
4900                 mc.to = memcg;
4901                 mc.flags = move_flags;
4902                 spin_unlock(&mc.lock);
4903                 /* We set mc.moving_task later */
4904
4905                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4906                 if (ret)
4907                         mem_cgroup_clear_mc();
4908         }
4909         mmput(mm);
4910         return ret;
4911 }
4912
4913 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4914                                      struct cgroup_taskset *tset)
4915 {
4916         if (mc.to)
4917                 mem_cgroup_clear_mc();
4918 }
4919
4920 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4921                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4922                                 struct mm_walk *walk)
4923 {
4924         int ret = 0;
4925         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4926         pte_t *pte;
4927         spinlock_t *ptl;
4928         enum mc_target_type target_type;
4929         union mc_target target;
4930         struct page *page;
4931
4932         /*
4933          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4934          * happens because:
4935          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4936          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4937          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4938          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4939          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4940          *    part of thp split is not executed yet.
4941          */
4942         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4943                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4944                         spin_unlock(ptl);
4945                         return 0;
4946                 }
4947                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4948                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4949                         page = target.page;
4950                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4951                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4952                                                              mc.from, mc.to)) {
4953                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4954                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4955                                 }
4956                                 putback_lru_page(page);
4957                         }
4958                         put_page(page);
4959                 }
4960                 spin_unlock(ptl);
4961                 return 0;
4962         }
4963
4964         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4965                 return 0;
4966 retry:
4967         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4968         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4969                 pte_t ptent = *(pte++);
4970                 swp_entry_t ent;
4971
4972                 if (!mc.precharge)
4973                         break;
4974
4975                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4976                 case MC_TARGET_PAGE:
4977                         page = target.page;
4978                         if (isolate_lru_page(page))
4979                                 goto put;
4980                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4981                                 mc.precharge--;
4982                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4983                                 mc.moved_charge++;
4984                         }
4985                         putback_lru_page(page);
4986 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4987                         put_page(page);
4988                         break;
4989                 case MC_TARGET_SWAP:
4990                         ent = target.ent;
4991                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4992                                 mc.precharge--;
4993                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4994                                 mc.moved_swap++;
4995                         }
4996                         break;
4997                 default:
4998                         break;
4999                 }
5000         }
5001         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5002         cond_resched();
5003
5004         if (addr != end) {
5005                 /*
5006                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5007                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5008                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5009                  * phase.
5010                  */
5011                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5012                 if (!ret)
5013                         goto retry;
5014         }
5015
5016         return ret;
5017 }
5018
5019 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5020 {
5021         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5022                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5023                 .mm = mm,
5024         };
5025
5026         lru_add_drain_all();
5027         /*
5028          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5029          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5030          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5031          */
5032         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5033         synchronize_rcu();
5034 retry:
5035         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5036                 /*
5037                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5038                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5039                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5040                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5041                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5042                  */
5043                 __mem_cgroup_clear_mc();
5044                 cond_resched();
5045                 goto retry;
5046         }
5047         /*
5048          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5049          * additional charge, the page walk just aborts.
5050          */
5051         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5052         up_read(&mm->mmap_sem);
5053         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5054 }
5055
5056 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5057                                  struct cgroup_taskset *tset)
5058 {
5059         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5060         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5061
5062         if (mm) {
5063                 if (mc.to)
5064                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5065                 mmput(mm);
5066         }
5067         if (mc.to)
5068                 mem_cgroup_clear_mc();
5069 }
5070 #else   /* !CONFIG_MMU */
5071 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5072                                  struct cgroup_taskset *tset)
5073 {
5074         return 0;
5075 }
5076 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5077                                      struct cgroup_taskset *tset)
5078 {
5079 }
5080 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5081                                  struct cgroup_taskset *tset)
5082 {
5083 }
5084 #endif
5085
5086 /*
5087  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5088  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5089  * attempt.
5090  */
5091 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5092 {
5093         /*
5094          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5095          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5096          * on for the root memcg is enough.
5097          */
5098         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5099                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5100         else
5101                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5102 }
5103
5104 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5105                                struct cftype *cft)
5106 {
5107         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5108 }
5109
5110 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5111 {
5112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5113         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5114
5115         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5116                 seq_puts(m, "max\n");
5117         else
5118                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5119
5120         return 0;
5121 }
5122
5123 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5124                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5125 {
5126         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5127         unsigned long low;
5128         int err;
5129
5130         buf = strstrip(buf);
5131         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5132         if (err)
5133                 return err;
5134
5135         memcg->low = low;
5136
5137         return nbytes;
5138 }
5139
5140 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5141 {
5142         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5143         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5144
5145         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5146                 seq_puts(m, "max\n");
5147         else
5148                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5149
5150         return 0;
5151 }
5152
5153 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5154                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5155 {
5156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5157         unsigned long high;
5158         int err;
5159
5160         buf = strstrip(buf);
5161         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5162         if (err)
5163                 return err;
5164
5165         memcg->high = high;
5166
5167         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5168         return nbytes;
5169 }
5170
5171 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5172 {
5173         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5174         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5175
5176         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5177                 seq_puts(m, "max\n");
5178         else
5179                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5180
5181         return 0;
5182 }
5183
5184 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5185                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5186 {
5187         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5188         unsigned long max;
5189         int err;
5190
5191         buf = strstrip(buf);
5192         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5193         if (err)
5194                 return err;
5195
5196         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5197         if (err)
5198                 return err;
5199
5200         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5201         return nbytes;
5202 }
5203
5204 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5205 {
5206         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5207
5208         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5209         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5210         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5211         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5212
5213         return 0;
5214 }
5215
5216 static struct cftype memory_files[] = {
5217         {
5218                 .name = "current",
5219                 .read_u64 = memory_current_read,
5220         },
5221         {
5222                 .name = "low",
5223                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5224                 .seq_show = memory_low_show,
5225                 .write = memory_low_write,
5226         },
5227         {
5228                 .name = "high",
5229                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5230                 .seq_show = memory_high_show,
5231                 .write = memory_high_write,
5232         },
5233         {
5234                 .name = "max",
5235                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5236                 .seq_show = memory_max_show,
5237                 .write = memory_max_write,
5238         },
5239         {
5240                 .name = "events",
5241                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5242                 .seq_show = memory_events_show,
5243         },
5244         { }     /* terminate */
5245 };
5246
5247 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5248         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5249         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5250         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5251         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5252         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5253         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5254         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5255         .attach = mem_cgroup_move_task,
5256         .bind = mem_cgroup_bind,
5257         .dfl_cftypes = memory_files,
5258         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5259         .early_init = 0,
5260 };
5261
5262 /**
5263  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5264  * @root: the highest ancestor to consider
5265  * @memcg: the memory cgroup to check
5266  *
5267  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5268  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5269  */
5270 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5271 {
5272         if (mem_cgroup_disabled())
5273                 return false;
5274
5275         /*
5276          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5277          * it's never low when looked at directly, and it is not
5278          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5279          */
5280
5281         if (memcg == root_mem_cgroup)
5282                 return false;
5283
5284         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5285                 return false;
5286
5287         while (memcg != root) {
5288                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5289
5290                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5291                         break;
5292
5293                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5294                         return false;
5295         }
5296         return true;
5297 }
5298
5299 /**
5300  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5301  * @page: page to charge
5302  * @mm: mm context of the victim
5303  * @gfp_mask: reclaim mode
5304  * @memcgp: charged memcg return
5305  *
5306  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5307  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5308  *
5309  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5310  * Otherwise, an error code is returned.
5311  *
5312  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5313  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5314  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5315  */
5316 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5317                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5318 {
5319         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5320         unsigned int nr_pages = 1;
5321         int ret = 0;
5322
5323         if (mem_cgroup_disabled())
5324                 goto out;
5325
5326         if (PageSwapCache(page)) {
5327                 /*
5328                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5329                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5330                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5331                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5332                  * in turn serializes uncharging.
5333                  */
5334                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5335                 if (page->mem_cgroup)
5336                         goto out;
5337
5338                 if (do_swap_account) {
5339                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5340                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5341
5342                         rcu_read_lock();
5343                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5344                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5345                                 memcg = NULL;
5346                         rcu_read_unlock();
5347                 }
5348         }
5349
5350         if (PageTransHuge(page)) {
5351                 nr_pages <<= compound_order(page);
5352                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5353         }
5354
5355         if (!memcg)
5356                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5357
5358         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5359
5360         css_put(&memcg->css);
5361
5362         if (ret == -EINTR) {
5363                 memcg = root_mem_cgroup;
5364                 ret = 0;
5365         }
5366 out:
5367         *memcgp = memcg;
5368         return ret;
5369 }
5370
5371 /**
5372  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5373  * @page: page to charge
5374  * @memcg: memcg to charge the page to
5375  * @lrucare: page might be on LRU already
5376  *
5377  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5378  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5379  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5380  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5381  *
5382  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5383  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5384  *
5385  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5386  */
5387 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5388                               bool lrucare)
5389 {
5390         unsigned int nr_pages = 1;
5391
5392         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5393         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5394
5395         if (mem_cgroup_disabled())
5396                 return;
5397         /*
5398          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5399          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5400          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5401          */
5402         if (!memcg)
5403                 return;
5404
5405         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5406
5407         if (PageTransHuge(page)) {
5408                 nr_pages <<= compound_order(page);
5409                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5410         }
5411
5412         local_irq_disable();
5413         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5414         memcg_check_events(memcg, page);
5415         local_irq_enable();
5416
5417         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5418                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5419                 /*
5420                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5421                  * let's not wait for it.  The page already received a
5422                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5423                  */
5424                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5425         }
5426 }
5427
5428 /**
5429  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5430  * @page: page to charge
5431  * @memcg: memcg to charge the page to
5432  *
5433  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5434  */
5435 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5436 {
5437         unsigned int nr_pages = 1;
5438
5439         if (mem_cgroup_disabled())
5440                 return;
5441         /*
5442          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5443          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5444          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5445          */
5446         if (!memcg)
5447                 return;
5448
5449         if (PageTransHuge(page)) {
5450                 nr_pages <<= compound_order(page);
5451                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5452         }
5453
5454         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5455 }
5456
5457 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5458                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5459                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5460 {
5461         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5462         unsigned long flags;
5463
5464         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5465                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5466                 if (do_swap_account)
5467                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5468                 memcg_oom_recover(memcg);
5469         }
5470
5471         local_irq_save(flags);
5472         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5473         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5474         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5475         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5476         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5477         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5478         local_irq_restore(flags);
5479
5480         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5481                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5482 }
5483
5484 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5485 {
5486         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5487         unsigned long nr_anon = 0;
5488         unsigned long nr_file = 0;
5489         unsigned long nr_huge = 0;
5490         unsigned long pgpgout = 0;
5491         struct list_head *next;
5492         struct page *page;
5493
5494         next = page_list->next;
5495         do {
5496                 unsigned int nr_pages = 1;
5497
5498                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5499                 next = page->lru.next;
5500
5501                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5502                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5503
5504                 if (!page->mem_cgroup)
5505                         continue;
5506
5507                 /*
5508                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5509                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5510                  * exclusive access to the page.
5511                  */
5512
5513                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5514                         if (memcg) {
5515                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5516                                                nr_huge, page);
5517                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5518                         }
5519                         memcg = page->mem_cgroup;
5520                 }
5521
5522                 if (PageTransHuge(page)) {
5523                         nr_pages <<= compound_order(page);
5524                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5525                         nr_huge += nr_pages;
5526                 }
5527
5528                 if (PageAnon(page))
5529                         nr_anon += nr_pages;
5530                 else
5531                         nr_file += nr_pages;
5532
5533                 page->mem_cgroup = NULL;
5534
5535                 pgpgout++;
5536         } while (next != page_list);
5537
5538         if (memcg)
5539                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5540                                nr_huge, page);
5541 }
5542
5543 /**
5544  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5545  * @page: page to uncharge
5546  *
5547  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5548  * mem_cgroup_commit_charge().
5549  */
5550 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5551 {
5552         if (mem_cgroup_disabled())
5553                 return;
5554
5555         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5556         if (!page->mem_cgroup)
5557                 return;
5558
5559         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5560         uncharge_list(&page->lru);
5561 }
5562
5563 /**
5564  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5565  * @page_list: list of pages to uncharge
5566  *
5567  * Uncharge a list of pages previously charged with
5568  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5569  */
5570 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5571 {
5572         if (mem_cgroup_disabled())
5573                 return;
5574
5575         if (!list_empty(page_list))
5576                 uncharge_list(page_list);
5577 }
5578
5579 /**
5580  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5581  * @oldpage: currently charged page
5582  * @newpage: page to transfer the charge to
5583  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5584  *
5585  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5586  *
5587  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5588  */
5589 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5590                         bool lrucare)
5591 {
5592         struct mem_cgroup *memcg;
5593         int isolated;
5594
5595         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5596         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5597         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5598         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5599         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5600         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5601                        newpage);
5602
5603         if (mem_cgroup_disabled())
5604                 return;
5605
5606         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5607         if (newpage->mem_cgroup)
5608                 return;
5609
5610         /*
5611          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5612          * charged, and migration from compaction can happen to an
5613          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5614          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5615          */
5616         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5617         if (!memcg)
5618                 return;
5619
5620         if (lrucare)
5621                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5622
5623         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5624
5625         if (lrucare)
5626                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5627
5628         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5629 }
5630
5631 /*
5632  * subsys_initcall() for memory controller.
5633  *
5634  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5635  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5636  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5637  * be initialized from here.
5638  */
5639 static int __init mem_cgroup_init(void)
5640 {
5641         int cpu, node;
5642
5643         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5644
5645         for_each_possible_cpu(cpu)
5646                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5647                           drain_local_stock);
5648
5649         for_each_node(node) {
5650                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5651                 int zone;
5652
5653                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5654                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5655
5656                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5657                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5658
5659                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5660                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5661                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5662                 }
5663                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5664         }
5665
5666         return 0;
5667 }
5668 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5669
5670 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5671 /**
5672  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5673  * @page: page whose memsw charge to transfer
5674  * @entry: swap entry to move the charge to
5675  *
5676  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5677  */
5678 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5679 {
5680         struct mem_cgroup *memcg;
5681         unsigned short oldid;
5682
5683         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5684         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5685
5686         if (!do_swap_account)
5687                 return;
5688
5689         memcg = page->mem_cgroup;
5690
5691         /* Readahead page, never charged */
5692         if (!memcg)
5693                 return;
5694
5695         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5696         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5697         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5698
5699         page->mem_cgroup = NULL;
5700
5701         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5702                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5703
5704         /*
5705          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5706          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5707          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5708          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5709          */
5710         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5711         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5712         memcg_check_events(memcg, page);
5713 }
5714
5715 /**
5716  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5717  * @entry: swap entry to uncharge
5718  *
5719  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5720  */
5721 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5722 {
5723         struct mem_cgroup *memcg;
5724         unsigned short id;
5725
5726         if (!do_swap_account)
5727                 return;
5728
5729         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5730         rcu_read_lock();
5731         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5732         if (memcg) {
5733                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5734                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5735                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5736                 css_put(&memcg->css);
5737         }
5738         rcu_read_unlock();
5739 }
5740
5741 /* for remember boot option*/
5742 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5743 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5744 #else
5745 static int really_do_swap_account __initdata;
5746 #endif
5747
5748 static int __init enable_swap_account(char *s)
5749 {
5750         if (!strcmp(s, "1"))
5751                 really_do_swap_account = 1;
5752         else if (!strcmp(s, "0"))
5753                 really_do_swap_account = 0;
5754         return 1;
5755 }
5756 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5757
5758 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5759         {
5760                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5761                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5762                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5763         },
5764         {
5765                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5766                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5767                 .write = mem_cgroup_reset,
5768                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5769         },
5770         {
5771                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5772                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5773                 .write = mem_cgroup_write,
5774                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5775         },
5776         {
5777                 .name = "memsw.failcnt",
5778                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5779                 .write = mem_cgroup_reset,
5780                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5781         },
5782         { },    /* terminate */
5783 };
5784
5785 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5786 {
5787         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5788                 do_swap_account = 1;
5789                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5790                                                   memsw_cgroup_files));
5791         }
5792         return 0;
5793 }
5794 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5795
5796 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */