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