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