Merge remote-tracking branches 'asoc/fix/tlv320aic3x' and 'asoc/fix/wm8962' into...
[linux-drm-fsl-dcu.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 "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include <net/tcp_memcontrol.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
79 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
81
82 /* Whether the swap controller is active */
83 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
84 int do_swap_account __read_mostly;
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
90         "cache",
91         "rss",
92         "rss_huge",
93         "mapped_file",
94         "dirty",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
100         "pgpgin",
101         "pgpgout",
102         "pgfault",
103         "pgmajfault",
104 };
105
106 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
107         "inactive_anon",
108         "active_anon",
109         "inactive_file",
110         "active_file",
111         "unevictable",
112 };
113
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
117
118 /*
119  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
120  * their hierarchy representation
121  */
122
123 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
124         struct rb_root rb_root;
125         spinlock_t lock;
126 };
127
128 struct mem_cgroup_tree_per_node {
129         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
130 };
131
132 struct mem_cgroup_tree {
133         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
134 };
135
136 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
137
138 /* for OOM */
139 struct mem_cgroup_eventfd_list {
140         struct list_head list;
141         struct eventfd_ctx *eventfd;
142 };
143
144 /*
145  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
146  */
147 struct mem_cgroup_event {
148         /*
149          * memcg which the event belongs to.
150          */
151         struct mem_cgroup *memcg;
152         /*
153          * eventfd to signal userspace about the event.
154          */
155         struct eventfd_ctx *eventfd;
156         /*
157          * Each of these stored in a list by the cgroup.
158          */
159         struct list_head list;
160         /*
161          * register_event() callback will be used to add new userspace
162          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
163          * on eventfd to send notification to userspace.
164          */
165         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
166                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
167         /*
168          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
169          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
170          * if you want provide notification functionality.
171          */
172         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
173                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
174         /*
175          * All fields below needed to unregister event when
176          * userspace closes eventfd.
177          */
178         poll_table pt;
179         wait_queue_head_t *wqh;
180         wait_queue_t wait;
181         struct work_struct remove;
182 };
183
184 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
185 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
186
187 /* Stuffs for move charges at task migration. */
188 /*
189  * Types of charges to be moved.
190  */
191 #define MOVE_ANON       0x1U
192 #define MOVE_FILE       0x2U
193 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
194
195 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
196 static struct move_charge_struct {
197         spinlock_t        lock; /* for from, to */
198         struct mem_cgroup *from;
199         struct mem_cgroup *to;
200         unsigned long flags;
201         unsigned long precharge;
202         unsigned long moved_charge;
203         unsigned long moved_swap;
204         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
205         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
206 } mc = {
207         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
208         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
209 };
210
211 /*
212  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
213  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
214  */
215 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
216 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
217
218 enum charge_type {
219         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
220         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
223         NR_CHARGE_TYPE,
224 };
225
226 /* for encoding cft->private value on file */
227 enum res_type {
228         _MEM,
229         _MEMSWAP,
230         _OOM_TYPE,
231         _KMEM,
232 };
233
234 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
235 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
236 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
237 /* Used for OOM nofiier */
238 #define OOM_CONTROL             (0)
239
240 /*
241  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
242  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
243  * appearing has to hold it as well.
244  */
245 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
246
247 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
248 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
249 {
250         if (!memcg)
251                 memcg = root_mem_cgroup;
252         return &memcg->vmpressure;
253 }
254
255 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
256 {
257         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
258 }
259
260 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
261 {
262         return (memcg == root_mem_cgroup);
263 }
264
265 /*
266  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
267  * an unsigned short.
268  */
269 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
270
271 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
272 {
273         return memcg->css.id;
274 }
275
276 /*
277  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
278  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
279  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
280  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
281  */
282 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
283 {
284         struct cgroup_subsys_state *css;
285
286         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
287         return mem_cgroup_from_css(css);
288 }
289
290 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
291 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
292
293 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
294 {
295         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
296                 struct mem_cgroup *memcg;
297                 struct cg_proto *cg_proto;
298
299                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
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_cgrp) {
310                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
311                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
312                         return;
313                 }
314
315                 rcu_read_lock();
316                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
317                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
318                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
319                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
320                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
321                 }
322                 rcu_read_unlock();
323         }
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
326
327 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
328 {
329         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
330                 struct mem_cgroup *memcg;
331                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
332                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
333                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
334         }
335 }
336
337 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
338 {
339         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
340                 return NULL;
341
342         return &memcg->tcp_mem;
343 }
344 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
345
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
349 /*
350  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
351  * The main reason for not using cgroup id for this:
352  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
353  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
354  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
355  *  200 entry array for that.
356  *
357  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
358  * will double each time we have to increase it.
359  */
360 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
361 int memcg_nr_cache_ids;
362
363 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
364 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
365
366 void memcg_get_cache_ids(void)
367 {
368         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
369 }
370
371 void memcg_put_cache_ids(void)
372 {
373         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
374 }
375
376 /*
377  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
378  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
379  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
380  * tunable, but that is strictly not necessary.
381  *
382  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
383  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
384  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
385  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
386  * increase ours as well if it increases.
387  */
388 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
389 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
390
391 /*
392  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
393  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
394  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
395  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
396  */
397 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
398 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
399
400 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
401
402 static struct mem_cgroup_per_zone *
403 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
404 {
405         int nid = zone_to_nid(zone);
406         int zid = zone_idx(zone);
407
408         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
409 }
410
411 /**
412  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
413  * @page: page of interest
414  *
415  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
416  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
417  * until it is released.
418  *
419  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
420  * is returned.
421  *
422  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
423  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
424  * association before @page is released even on the default hierarchy;
425  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
426  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
427  * actually true.
428  */
429 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
430 {
431         struct mem_cgroup *memcg;
432
433         rcu_read_lock();
434
435         memcg = page->mem_cgroup;
436
437         if (!memcg || !cgroup_on_dfl(memcg->css.cgroup))
438                 memcg = root_mem_cgroup;
439
440         rcu_read_unlock();
441         return &memcg->css;
442 }
443
444 /**
445  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
446  * @page: the page
447  *
448  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
449  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
450  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
451  *
452  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
453  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
454  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
455  * do not care (such as procfs interfaces).
456  */
457 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
458 {
459         struct mem_cgroup *memcg;
460         unsigned long ino = 0;
461
462         rcu_read_lock();
463         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
464         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
465                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
466         if (memcg)
467                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
468         rcu_read_unlock();
469         return ino;
470 }
471
472 static struct mem_cgroup_per_zone *
473 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
474 {
475         int nid = page_to_nid(page);
476         int zid = page_zonenum(page);
477
478         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
479 }
480
481 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
482 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
483 {
484         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
485 }
486
487 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
488 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
489 {
490         int nid = page_to_nid(page);
491         int zid = page_zonenum(page);
492
493         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
494 }
495
496 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
497                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
498                                          unsigned long new_usage_in_excess)
499 {
500         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
501         struct rb_node *parent = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
503
504         if (mz->on_tree)
505                 return;
506
507         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
508         if (!mz->usage_in_excess)
509                 return;
510         while (*p) {
511                 parent = *p;
512                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
513                                         tree_node);
514                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
515                         p = &(*p)->rb_left;
516                 /*
517                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
518                  * limit by the same amount
519                  */
520                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
521                         p = &(*p)->rb_right;
522         }
523         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
524         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = true;
526 }
527
528 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
529                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
530 {
531         if (!mz->on_tree)
532                 return;
533         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
534         mz->on_tree = false;
535 }
536
537 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
538                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
539 {
540         unsigned long flags;
541
542         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
543         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
544         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
545 }
546
547 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
548 {
549         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
550         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
551         unsigned long excess = 0;
552
553         if (nr_pages > soft_limit)
554                 excess = nr_pages - soft_limit;
555
556         return excess;
557 }
558
559 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
560 {
561         unsigned long excess;
562         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
563         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
564
565         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
566         /*
567          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
568          * because their event counter is not touched.
569          */
570         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
571                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
572                 excess = soft_limit_excess(memcg);
573                 /*
574                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
575                  * mem is over its softlimit.
576                  */
577                 if (excess || mz->on_tree) {
578                         unsigned long flags;
579
580                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
581                         /* if on-tree, remove it */
582                         if (mz->on_tree)
583                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
584                         /*
585                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
586                          * If excess is 0, no tree ops.
587                          */
588                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
589                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
590                 }
591         }
592 }
593
594 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
595 {
596         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
597         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
598         int nid, zid;
599
600         for_each_node(nid) {
601                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
602                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
603                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
604                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
605                 }
606         }
607 }
608
609 static struct mem_cgroup_per_zone *
610 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
611 {
612         struct rb_node *rightmost = NULL;
613         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
614
615 retry:
616         mz = NULL;
617         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
618         if (!rightmost)
619                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
620
621         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
622         /*
623          * Remove the node now but someone else can add it back,
624          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
625          * position in the tree.
626          */
627         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
628         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
629             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
630                 goto retry;
631 done:
632         return mz;
633 }
634
635 static struct mem_cgroup_per_zone *
636 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
637 {
638         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
639
640         spin_lock_irq(&mctz->lock);
641         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
642         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
643         return mz;
644 }
645
646 /*
647  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
648  *
649  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
650  *
651  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
652  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
653  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
654  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
655  *
656  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
657  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
658  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
659  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
660  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
661  *
662  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
663  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
664  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
665  * implemented.
666  */
667 static unsigned long
668 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
669 {
670         long val = 0;
671         int cpu;
672
673         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
674         for_each_possible_cpu(cpu)
675                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
676         /*
677          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
678          * transient negative values.
679          */
680         if (val < 0)
681                 val = 0;
682         return val;
683 }
684
685 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
686                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
687 {
688         unsigned long val = 0;
689         int cpu;
690
691         for_each_possible_cpu(cpu)
692                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
693         return val;
694 }
695
696 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
697                                          struct page *page,
698                                          int nr_pages)
699 {
700         /*
701          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
702          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
703          */
704         if (PageAnon(page))
705                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
706                                 nr_pages);
707         else
708                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
709                                 nr_pages);
710
711         if (PageTransHuge(page))
712                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
713                                 nr_pages);
714
715         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
716         if (nr_pages > 0)
717                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
718         else {
719                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
720                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
721         }
722
723         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
724 }
725
726 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
727                                                   int nid,
728                                                   unsigned int lru_mask)
729 {
730         unsigned long nr = 0;
731         int zid;
732
733         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
734
735         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
736                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
737                 enum lru_list lru;
738
739                 for_each_lru(lru) {
740                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
741                                 continue;
742                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
743                         nr += mz->lru_size[lru];
744                 }
745         }
746         return nr;
747 }
748
749 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
750                         unsigned int lru_mask)
751 {
752         unsigned long nr = 0;
753         int nid;
754
755         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
756                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
757         return nr;
758 }
759
760 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
761                                        enum mem_cgroup_events_target target)
762 {
763         unsigned long val, next;
764
765         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
766         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
767         /* from time_after() in jiffies.h */
768         if ((long)next - (long)val < 0) {
769                 switch (target) {
770                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
771                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
772                         break;
773                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
774                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
775                         break;
776                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
777                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
778                         break;
779                 default:
780                         break;
781                 }
782                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
783                 return true;
784         }
785         return false;
786 }
787
788 /*
789  * Check events in order.
790  *
791  */
792 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
793 {
794         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
795         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
796                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
797                 bool do_softlimit;
798                 bool do_numainfo __maybe_unused;
799
800                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
801                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
802 #if MAX_NUMNODES > 1
803                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
804                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
805 #endif
806                 mem_cgroup_threshold(memcg);
807                 if (unlikely(do_softlimit))
808                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
809 #if MAX_NUMNODES > 1
810                 if (unlikely(do_numainfo))
811                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
812 #endif
813         }
814 }
815
816 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
817 {
818         /*
819          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
820          * if it races with swapoff, page migration, etc.
821          * So this can be called with p == NULL.
822          */
823         if (unlikely(!p))
824                 return NULL;
825
826         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
827 }
828 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
829
830 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
831 {
832         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
833
834         rcu_read_lock();
835         do {
836                 /*
837                  * Page cache insertions can happen withou an
838                  * actual mm context, e.g. during disk probing
839                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
840                  */
841                 if (unlikely(!mm))
842                         memcg = root_mem_cgroup;
843                 else {
844                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
845                         if (unlikely(!memcg))
846                                 memcg = root_mem_cgroup;
847                 }
848         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
849         rcu_read_unlock();
850         return memcg;
851 }
852
853 /**
854  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
855  * @root: hierarchy root
856  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
857  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
858  *
859  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
860  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
861  *
862  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
863  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
864  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
865  *
866  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
867  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
868  * reclaimers operating on the same zone and priority.
869  */
870 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
871                                    struct mem_cgroup *prev,
872                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
873 {
874         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
875         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
876         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
877         struct mem_cgroup *pos = NULL;
878
879         if (mem_cgroup_disabled())
880                 return NULL;
881
882         if (!root)
883                 root = root_mem_cgroup;
884
885         if (prev && !reclaim)
886                 pos = prev;
887
888         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
889                 if (prev)
890                         goto out;
891                 return root;
892         }
893
894         rcu_read_lock();
895
896         if (reclaim) {
897                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
898
899                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
900                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
901
902                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
903                         goto out_unlock;
904
905                 do {
906                         pos = READ_ONCE(iter->position);
907                         /*
908                          * A racing update may change the position and
909                          * put the last reference, hence css_tryget(),
910                          * or retry to see the updated position.
911                          */
912                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
913         }
914
915         if (pos)
916                 css = &pos->css;
917
918         for (;;) {
919                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
920                 if (!css) {
921                         /*
922                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
923                          * new one might jump in right at the end of
924                          * the hierarchy - make sure they see at least
925                          * one group and restart from the beginning.
926                          */
927                         if (!prev)
928                                 continue;
929                         break;
930                 }
931
932                 /*
933                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
934                  * is provided by the caller, so we know it's alive
935                  * and kicking, and don't take an extra reference.
936                  */
937                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
938
939                 if (css == &root->css)
940                         break;
941
942                 if (css_tryget(css)) {
943                         /*
944                          * Make sure the memcg is initialized:
945                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
946                          * initialization against setting the flag.
947                          */
948                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
949                                 break;
950
951                         css_put(css);
952                 }
953
954                 memcg = NULL;
955         }
956
957         if (reclaim) {
958                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
959                         if (memcg)
960                                 css_get(&memcg->css);
961                         if (pos)
962                                 css_put(&pos->css);
963                 }
964
965                 /*
966                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
967                  * above.
968                  */
969                 if (pos)
970                         css_put(&pos->css);
971
972                 if (!memcg)
973                         iter->generation++;
974                 else if (!prev)
975                         reclaim->generation = iter->generation;
976         }
977
978 out_unlock:
979         rcu_read_unlock();
980 out:
981         if (prev && prev != root)
982                 css_put(&prev->css);
983
984         return memcg;
985 }
986
987 /**
988  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
989  * @root: hierarchy root
990  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
991  */
992 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
993                            struct mem_cgroup *prev)
994 {
995         if (!root)
996                 root = root_mem_cgroup;
997         if (prev && prev != root)
998                 css_put(&prev->css);
999 }
1000
1001 /*
1002  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1003  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1004  * be used for reference counting.
1005  */
1006 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1007         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1008              iter != NULL;                              \
1009              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1010
1011 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1012         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1013              iter != NULL;                              \
1014              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1015
1016 /**
1017  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1018  * @zone: zone of the wanted lruvec
1019  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1020  *
1021  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1022  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1023  * is disabled.
1024  */
1025 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1026                                       struct mem_cgroup *memcg)
1027 {
1028         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1029         struct lruvec *lruvec;
1030
1031         if (mem_cgroup_disabled()) {
1032                 lruvec = &zone->lruvec;
1033                 goto out;
1034         }
1035
1036         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1037         lruvec = &mz->lruvec;
1038 out:
1039         /*
1040          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1041          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1042          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1043          */
1044         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1045                 lruvec->zone = zone;
1046         return lruvec;
1047 }
1048
1049 /**
1050  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1051  * @page: the page
1052  * @zone: zone of the page
1053  *
1054  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1055  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1056  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1057  */
1058 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1059 {
1060         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1061         struct mem_cgroup *memcg;
1062         struct lruvec *lruvec;
1063
1064         if (mem_cgroup_disabled()) {
1065                 lruvec = &zone->lruvec;
1066                 goto out;
1067         }
1068
1069         memcg = page->mem_cgroup;
1070         /*
1071          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1072          * possibly migrated - before they are charged.
1073          */
1074         if (!memcg)
1075                 memcg = root_mem_cgroup;
1076
1077         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
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_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1092  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1093  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1094  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1095  *
1096  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1097  * lru list.
1098  */
1099 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1100                                 int nr_pages)
1101 {
1102         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1103         unsigned long *lru_size;
1104
1105         if (mem_cgroup_disabled())
1106                 return;
1107
1108         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1109         lru_size = mz->lru_size + lru;
1110         *lru_size += nr_pages;
1111         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1112 }
1113
1114 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1115 {
1116         struct mem_cgroup *task_memcg;
1117         struct task_struct *p;
1118         bool ret;
1119
1120         p = find_lock_task_mm(task);
1121         if (p) {
1122                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1123                 task_unlock(p);
1124         } else {
1125                 /*
1126                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1127                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1128                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1129                  */
1130                 rcu_read_lock();
1131                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1132                 css_get(&task_memcg->css);
1133                 rcu_read_unlock();
1134         }
1135         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1136         css_put(&task_memcg->css);
1137         return ret;
1138 }
1139
1140 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1141         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1142
1143 /**
1144  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1145  * @memcg: the memory cgroup
1146  *
1147  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1148  * pages.
1149  */
1150 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1151 {
1152         unsigned long margin = 0;
1153         unsigned long count;
1154         unsigned long limit;
1155
1156         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1157         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1158         if (count < limit)
1159                 margin = limit - count;
1160
1161         if (do_swap_account) {
1162                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1163                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1164                 if (count <= limit)
1165                         margin = min(margin, limit - count);
1166         }
1167
1168         return margin;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1173  *
1174  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1175  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1176  * caused by "move".
1177  */
1178 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1179 {
1180         struct mem_cgroup *from;
1181         struct mem_cgroup *to;
1182         bool ret = false;
1183         /*
1184          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1185          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1186          */
1187         spin_lock(&mc.lock);
1188         from = mc.from;
1189         to = mc.to;
1190         if (!from)
1191                 goto unlock;
1192
1193         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1194                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1195 unlock:
1196         spin_unlock(&mc.lock);
1197         return ret;
1198 }
1199
1200 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1201 {
1202         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1203                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1204                         DEFINE_WAIT(wait);
1205                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1206                         /* moving charge context might have finished. */
1207                         if (mc.moving_task)
1208                                 schedule();
1209                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1210                         return true;
1211                 }
1212         }
1213         return false;
1214 }
1215
1216 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1217 /**
1218  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1219  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1220  * @p: Task that is going to be killed
1221  *
1222  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1223  * enabled
1224  */
1225 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1226 {
1227         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1228         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1229         struct mem_cgroup *iter;
1230         unsigned int i;
1231
1232         mutex_lock(&oom_info_lock);
1233         rcu_read_lock();
1234
1235         if (p) {
1236                 pr_info("Task in ");
1237                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1238                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1239         } else {
1240                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1241         }
1242
1243         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1244         pr_cont("\n");
1245
1246         rcu_read_unlock();
1247
1248         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1249                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1250                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1251         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1252                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1253                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1254         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1255                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1256                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1257
1258         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1259                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1260                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1261                 pr_cont(":");
1262
1263                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1264                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1265                                 continue;
1266                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1267                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1268                 }
1269
1270                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1271                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1272                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1273
1274                 pr_cont("\n");
1275         }
1276         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1277 }
1278
1279 /*
1280  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1281  * 1(self count) if no children.
1282  */
1283 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1284 {
1285         int num = 0;
1286         struct mem_cgroup *iter;
1287
1288         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1289                 num++;
1290         return num;
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1295  */
1296 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1297 {
1298         unsigned long limit;
1299
1300         limit = memcg->memory.limit;
1301         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1302                 unsigned long memsw_limit;
1303
1304                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1305                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1306         }
1307         return limit;
1308 }
1309
1310 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1311                                      int order)
1312 {
1313         struct oom_control oc = {
1314                 .zonelist = NULL,
1315                 .nodemask = NULL,
1316                 .gfp_mask = gfp_mask,
1317                 .order = order,
1318         };
1319         struct mem_cgroup *iter;
1320         unsigned long chosen_points = 0;
1321         unsigned long totalpages;
1322         unsigned int points = 0;
1323         struct task_struct *chosen = NULL;
1324
1325         mutex_lock(&oom_lock);
1326
1327         /*
1328          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1329          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1330          * quickly exit and free its memory.
1331          */
1332         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1333                 mark_oom_victim(current);
1334                 goto unlock;
1335         }
1336
1337         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1338         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1339         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1340                 struct css_task_iter it;
1341                 struct task_struct *task;
1342
1343                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1344                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1345                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1346                         case OOM_SCAN_SELECT:
1347                                 if (chosen)
1348                                         put_task_struct(chosen);
1349                                 chosen = task;
1350                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1351                                 get_task_struct(chosen);
1352                                 /* fall through */
1353                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1354                                 continue;
1355                         case OOM_SCAN_ABORT:
1356                                 css_task_iter_end(&it);
1357                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1358                                 if (chosen)
1359                                         put_task_struct(chosen);
1360                                 goto unlock;
1361                         case OOM_SCAN_OK:
1362                                 break;
1363                         };
1364                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1365                         if (!points || points < chosen_points)
1366                                 continue;
1367                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1368                         if (points == chosen_points &&
1369                             thread_group_leader(chosen))
1370                                 continue;
1371
1372                         if (chosen)
1373                                 put_task_struct(chosen);
1374                         chosen = task;
1375                         chosen_points = points;
1376                         get_task_struct(chosen);
1377                 }
1378                 css_task_iter_end(&it);
1379         }
1380
1381         if (chosen) {
1382                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1383                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1384                                  "Memory cgroup out of memory");
1385         }
1386 unlock:
1387         mutex_unlock(&oom_lock);
1388 }
1389
1390 #if MAX_NUMNODES > 1
1391
1392 /**
1393  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1394  * @memcg: the target memcg
1395  * @nid: the node ID to be checked.
1396  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1397  *
1398  * This function returns whether the specified memcg contains any
1399  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1400  * pages in the node.
1401  */
1402 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1403                 int nid, bool noswap)
1404 {
1405         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1406                 return true;
1407         if (noswap || !total_swap_pages)
1408                 return false;
1409         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1410                 return true;
1411         return false;
1412
1413 }
1414
1415 /*
1416  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1417  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1418  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1419  *
1420  */
1421 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1422 {
1423         int nid;
1424         /*
1425          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1426          * pagein/pageout changes since the last update.
1427          */
1428         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1429                 return;
1430         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1431                 return;
1432
1433         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1434         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1435
1436         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1437
1438                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1439                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1440         }
1441
1442         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1443         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1448  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1449  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1450  *
1451  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1452  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1453  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1454  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1455  *
1456  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1457  */
1458 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         int node;
1461
1462         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1463         node = memcg->last_scanned_node;
1464
1465         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1466         if (node == MAX_NUMNODES)
1467                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1468         /*
1469          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1470          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1471          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1472          * we use curret node.
1473          */
1474         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1475                 node = numa_node_id();
1476
1477         memcg->last_scanned_node = node;
1478         return node;
1479 }
1480 #else
1481 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1482 {
1483         return 0;
1484 }
1485 #endif
1486
1487 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1488                                    struct zone *zone,
1489                                    gfp_t gfp_mask,
1490                                    unsigned long *total_scanned)
1491 {
1492         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1493         int total = 0;
1494         int loop = 0;
1495         unsigned long excess;
1496         unsigned long nr_scanned;
1497         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1498                 .zone = zone,
1499                 .priority = 0,
1500         };
1501
1502         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1503
1504         while (1) {
1505                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1506                 if (!victim) {
1507                         loop++;
1508                         if (loop >= 2) {
1509                                 /*
1510                                  * If we have not been able to reclaim
1511                                  * anything, it might because there are
1512                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1513                                  */
1514                                 if (!total)
1515                                         break;
1516                                 /*
1517                                  * We want to do more targeted reclaim.
1518                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1519                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1520                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1521                                  */
1522                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1523                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1524                                         break;
1525                         }
1526                         continue;
1527                 }
1528                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1529                                                      zone, &nr_scanned);
1530                 *total_scanned += nr_scanned;
1531                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1532                         break;
1533         }
1534         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1535         return total;
1536 }
1537
1538 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1539 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1540         .name = "memcg_oom_lock",
1541 };
1542 #endif
1543
1544 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1545
1546 /*
1547  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1548  * If someone is running, return false.
1549  */
1550 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1551 {
1552         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1553
1554         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1555
1556         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1557                 if (iter->oom_lock) {
1558                         /*
1559                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1560                          * so we cannot give a lock.
1561                          */
1562                         failed = iter;
1563                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1564                         break;
1565                 } else
1566                         iter->oom_lock = true;
1567         }
1568
1569         if (failed) {
1570                 /*
1571                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1572                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1573                  */
1574                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1575                         if (iter == failed) {
1576                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1577                                 break;
1578                         }
1579                         iter->oom_lock = false;
1580                 }
1581         } else
1582                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1583
1584         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1585
1586         return !failed;
1587 }
1588
1589 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1590 {
1591         struct mem_cgroup *iter;
1592
1593         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1594         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1595         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1596                 iter->oom_lock = false;
1597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1598 }
1599
1600 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1601 {
1602         struct mem_cgroup *iter;
1603
1604         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1605         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1606                 iter->under_oom++;
1607         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1608 }
1609
1610 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1611 {
1612         struct mem_cgroup *iter;
1613
1614         /*
1615          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1616          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1617          */
1618         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1619         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1620                 if (iter->under_oom > 0)
1621                         iter->under_oom--;
1622         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1623 }
1624
1625 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1626
1627 struct oom_wait_info {
1628         struct mem_cgroup *memcg;
1629         wait_queue_t    wait;
1630 };
1631
1632 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1633         unsigned mode, int sync, void *arg)
1634 {
1635         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1636         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1637         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1638
1639         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1640         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1641
1642         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1643             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1644                 return 0;
1645         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1646 }
1647
1648 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1649 {
1650         /*
1651          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1652          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1653          * this function is called as a result of userland actions
1654          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1655          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1656          * triggering notification.
1657          */
1658         if (memcg && memcg->under_oom)
1659                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1660 }
1661
1662 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1663 {
1664         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1665                 return;
1666         /*
1667          * We are in the middle of the charge context here, so we
1668          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1669          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1670          *
1671          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1672          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1673          * invocation might not even be necessary.
1674          *
1675          * That's why we don't do anything here except remember the
1676          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1677          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1678          * and when we know whether the fault was overall successful.
1679          */
1680         css_get(&memcg->css);
1681         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1682         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1683         current->memcg_oom.order = order;
1684 }
1685
1686 /**
1687  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1688  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1689  *
1690  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1691  * handler was enabled.
1692  *
1693  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1694  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1695  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1696  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1697  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1698  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1699  *
1700  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1701  * completed, %false otherwise.
1702  */
1703 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1704 {
1705         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1706         struct oom_wait_info owait;
1707         bool locked;
1708
1709         /* OOM is global, do not handle */
1710         if (!memcg)
1711                 return false;
1712
1713         if (!handle || oom_killer_disabled)
1714                 goto cleanup;
1715
1716         owait.memcg = memcg;
1717         owait.wait.flags = 0;
1718         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1719         owait.wait.private = current;
1720         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1721
1722         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1723         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1724
1725         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1726
1727         if (locked)
1728                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1729
1730         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1731                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1732                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1733                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1734                                          current->memcg_oom.order);
1735         } else {
1736                 schedule();
1737                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1738                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1739         }
1740
1741         if (locked) {
1742                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1743                 /*
1744                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1745                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1746                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1747                  */
1748                 memcg_oom_recover(memcg);
1749         }
1750 cleanup:
1751         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1752         css_put(&memcg->css);
1753         return true;
1754 }
1755
1756 /**
1757  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1758  * @page: page that is going to change accounted state
1759  *
1760  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1761  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1762  * being moved to another memcg:
1763  *
1764  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1765  *   if (TestClearPageState(page))
1766  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1767  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1768  */
1769 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *memcg;
1772         unsigned long flags;
1773
1774         /*
1775          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1776          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1777          * because page moving starts with an RCU grace period.
1778          *
1779          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1780          * the page state that is going to change is the only thing
1781          * preventing the page from being uncharged.
1782          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1783          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1784          * account transaction might be complete.
1785          */
1786         rcu_read_lock();
1787
1788         if (mem_cgroup_disabled())
1789                 return NULL;
1790 again:
1791         memcg = page->mem_cgroup;
1792         if (unlikely(!memcg))
1793                 return NULL;
1794
1795         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1796                 return memcg;
1797
1798         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1799         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1800                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1801                 goto again;
1802         }
1803
1804         /*
1805          * When charge migration first begins, we can have locked and
1806          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1807          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1808          */
1809         memcg->move_lock_task = current;
1810         memcg->move_lock_flags = flags;
1811
1812         return memcg;
1813 }
1814 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1815
1816 /**
1817  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1818  * @memcg: the memcg that was accounted against
1819  */
1820 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1821 {
1822         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1823                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1824
1825                 memcg->move_lock_task = NULL;
1826                 memcg->move_lock_flags = 0;
1827
1828                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1829         }
1830
1831         rcu_read_unlock();
1832 }
1833 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1834
1835 /*
1836  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1837  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1838  */
1839 #define CHARGE_BATCH    32U
1840 struct memcg_stock_pcp {
1841         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1842         unsigned int nr_pages;
1843         struct work_struct work;
1844         unsigned long flags;
1845 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1846 };
1847 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1848 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1849
1850 /**
1851  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1852  * @memcg: memcg to consume from.
1853  * @nr_pages: how many pages to charge.
1854  *
1855  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1856  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1857  * service an allocation will refill the stock.
1858  *
1859  * returns true if successful, false otherwise.
1860  */
1861 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1862 {
1863         struct memcg_stock_pcp *stock;
1864         bool ret = false;
1865
1866         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1867                 return ret;
1868
1869         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1870         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1871                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1872                 ret = true;
1873         }
1874         put_cpu_var(memcg_stock);
1875         return ret;
1876 }
1877
1878 /*
1879  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1880  */
1881 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1882 {
1883         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1884
1885         if (stock->nr_pages) {
1886                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1887                 if (do_swap_account)
1888                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1889                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1890                 stock->nr_pages = 0;
1891         }
1892         stock->cached = NULL;
1893 }
1894
1895 /*
1896  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1897  * a thread which is pinned to local cpu.
1898  */
1899 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1900 {
1901         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1902         drain_stock(stock);
1903         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1904 }
1905
1906 /*
1907  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1908  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1909  */
1910 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1911 {
1912         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1913
1914         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1915                 drain_stock(stock);
1916                 stock->cached = memcg;
1917         }
1918         stock->nr_pages += nr_pages;
1919         put_cpu_var(memcg_stock);
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1924  * of the hierarchy under it.
1925  */
1926 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1927 {
1928         int cpu, curcpu;
1929
1930         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1931         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1932                 return;
1933         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1934         get_online_cpus();
1935         curcpu = get_cpu();
1936         for_each_online_cpu(cpu) {
1937                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1938                 struct mem_cgroup *memcg;
1939
1940                 memcg = stock->cached;
1941                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1942                         continue;
1943                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1944                         continue;
1945                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1946                         if (cpu == curcpu)
1947                                 drain_local_stock(&stock->work);
1948                         else
1949                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1950                 }
1951         }
1952         put_cpu();
1953         put_online_cpus();
1954         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1955 }
1956
1957 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1958                                         unsigned long action,
1959                                         void *hcpu)
1960 {
1961         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1962         struct memcg_stock_pcp *stock;
1963
1964         if (action == CPU_ONLINE)
1965                 return NOTIFY_OK;
1966
1967         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1968                 return NOTIFY_OK;
1969
1970         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1971         drain_stock(stock);
1972         return NOTIFY_OK;
1973 }
1974
1975 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1976                       unsigned int nr_pages)
1977 {
1978         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1979         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1980         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1981         struct page_counter *counter;
1982         unsigned long nr_reclaimed;
1983         bool may_swap = true;
1984         bool drained = false;
1985         int ret = 0;
1986
1987         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1988                 goto done;
1989 retry:
1990         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1991                 goto done;
1992
1993         if (!do_swap_account ||
1994             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1995                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1996                         goto done_restock;
1997                 if (do_swap_account)
1998                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1999                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2000         } else {
2001                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2002                 may_swap = false;
2003         }
2004
2005         if (batch > nr_pages) {
2006                 batch = nr_pages;
2007                 goto retry;
2008         }
2009
2010         /*
2011          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2012          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2013          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2014          * free their memory.
2015          */
2016         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2017                      fatal_signal_pending(current) ||
2018                      current->flags & PF_EXITING))
2019                 goto bypass;
2020
2021         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2022                 goto nomem;
2023
2024         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2025                 goto nomem;
2026
2027         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2028
2029         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2030                                                     gfp_mask, may_swap);
2031
2032         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2033                 goto retry;
2034
2035         if (!drained) {
2036                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2037                 drained = true;
2038                 goto retry;
2039         }
2040
2041         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2042                 goto nomem;
2043         /*
2044          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2045          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2046          * before killing the task.
2047          *
2048          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2049          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2050          * to regular pages anyway in case of failure.
2051          */
2052         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2053                 goto retry;
2054         /*
2055          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2056          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2057          */
2058         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2059                 goto retry;
2060
2061         if (nr_retries--)
2062                 goto retry;
2063
2064         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2065                 goto bypass;
2066
2067         if (fatal_signal_pending(current))
2068                 goto bypass;
2069
2070         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2071
2072         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2073 nomem:
2074         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2075                 return -ENOMEM;
2076 bypass:
2077         return -EINTR;
2078
2079 done_restock:
2080         css_get_many(&memcg->css, batch);
2081         if (batch > nr_pages)
2082                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2083         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2084                 goto done;
2085         /*
2086          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2087          * make the charging task trim their excess contribution.
2088          */
2089         do {
2090                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2091                         continue;
2092                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2093                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2094         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2095 done:
2096         return ret;
2097 }
2098
2099 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2100 {
2101         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2102                 return;
2103
2104         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2105         if (do_swap_account)
2106                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2107
2108         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2109 }
2110
2111 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2112 {
2113         struct zone *zone = page_zone(page);
2114
2115         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2116         if (PageLRU(page)) {
2117                 struct lruvec *lruvec;
2118
2119                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2120                 ClearPageLRU(page);
2121                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2122                 *isolated = 1;
2123         } else
2124                 *isolated = 0;
2125 }
2126
2127 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2128 {
2129         struct zone *zone = page_zone(page);
2130
2131         if (isolated) {
2132                 struct lruvec *lruvec;
2133
2134                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2135                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2136                 SetPageLRU(page);
2137                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2138         }
2139         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2140 }
2141
2142 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2143                           bool lrucare)
2144 {
2145         int isolated;
2146
2147         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2148
2149         /*
2150          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2151          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2152          */
2153         if (lrucare)
2154                 lock_page_lru(page, &isolated);
2155
2156         /*
2157          * Nobody should be changing or seriously looking at
2158          * page->mem_cgroup at this point:
2159          *
2160          * - the page is uncharged
2161          *
2162          * - the page is off-LRU
2163          *
2164          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2165          *   a locked page table
2166          *
2167          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2168          *   have the page locked
2169          */
2170         page->mem_cgroup = memcg;
2171
2172         if (lrucare)
2173                 unlock_page_lru(page, isolated);
2174 }
2175
2176 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2177 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2178                       unsigned long nr_pages)
2179 {
2180         struct page_counter *counter;
2181         int ret = 0;
2182
2183         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2184         if (ret < 0)
2185                 return ret;
2186
2187         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2188         if (ret == -EINTR)  {
2189                 /*
2190                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2191                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2192                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2193                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2194                  * perspective, the cache has already been selected, by
2195                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2196                  * our minds.
2197                  *
2198                  * This condition will only trigger if the task entered
2199                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2200                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2201                  * when the allocation triggers should have been already
2202                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2203                  */
2204                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2205                 if (do_swap_account)
2206                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2207                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2208                 ret = 0;
2209         } else if (ret)
2210                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2211
2212         return ret;
2213 }
2214
2215 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2216 {
2217         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2218         if (do_swap_account)
2219                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2220
2221         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2222
2223         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2224 }
2225
2226 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2227 {
2228         int id, size;
2229         int err;
2230
2231         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2232                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2233         if (id < 0)
2234                 return id;
2235
2236         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2237                 return id;
2238
2239         /*
2240          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2241          * so we have to grow them.
2242          */
2243         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2244
2245         size = 2 * (id + 1);
2246         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2247                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2248         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2249                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2250
2251         err = memcg_update_all_caches(size);
2252         if (!err)
2253                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2254         if (!err)
2255                 memcg_nr_cache_ids = size;
2256
2257         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2258
2259         if (err) {
2260                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2261                 return err;
2262         }
2263         return id;
2264 }
2265
2266 static void memcg_free_cache_id(int id)
2267 {
2268         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2269 }
2270
2271 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2272         struct mem_cgroup *memcg;
2273         struct kmem_cache *cachep;
2274         struct work_struct work;
2275 };
2276
2277 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2278 {
2279         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2280                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2281         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2282         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2283
2284         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2285
2286         css_put(&memcg->css);
2287         kfree(cw);
2288 }
2289
2290 /*
2291  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2292  */
2293 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2294                                                struct kmem_cache *cachep)
2295 {
2296         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2297
2298         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2299         if (!cw)
2300                 return;
2301
2302         css_get(&memcg->css);
2303
2304         cw->memcg = memcg;
2305         cw->cachep = cachep;
2306         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2307
2308         schedule_work(&cw->work);
2309 }
2310
2311 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2312                                              struct kmem_cache *cachep)
2313 {
2314         /*
2315          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2316          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2317          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2318          *
2319          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2320          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2321          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2322          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2323          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2324          */
2325         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2326         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2327         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2332  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2333  *
2334  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2335  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2336  * in a workqueue.
2337  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2338  * the original cache.
2339  *
2340  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2341  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2342  */
2343 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2344 {
2345         struct mem_cgroup *memcg;
2346         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2347         int kmemcg_id;
2348
2349         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2350
2351         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2352                 return cachep;
2353
2354         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2355         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2356         if (kmemcg_id < 0)
2357                 goto out;
2358
2359         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2360         if (likely(memcg_cachep))
2361                 return memcg_cachep;
2362
2363         /*
2364          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2365          * context), we could be be predictable and return right away.
2366          * This would guarantee that the allocation being performed
2367          * already belongs in the new cache.
2368          *
2369          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2370          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2371          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2372          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2373          * defer everything.
2374          */
2375         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2376 out:
2377         css_put(&memcg->css);
2378         return cachep;
2379 }
2380
2381 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2382 {
2383         if (!is_root_cache(cachep))
2384                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2385 }
2386
2387 /*
2388  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2389  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2390  * need a further commit step to do the final arrangements.
2391  *
2392  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2393  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2394  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2395  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2396  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2397  * the compiled-out case as well.
2398  *
2399  * Returning true means the allocation is possible.
2400  */
2401 bool
2402 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2403 {
2404         struct mem_cgroup *memcg;
2405         int ret;
2406
2407         *_memcg = NULL;
2408
2409         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2410
2411         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2412                 css_put(&memcg->css);
2413                 return true;
2414         }
2415
2416         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2417         if (!ret)
2418                 *_memcg = memcg;
2419
2420         css_put(&memcg->css);
2421         return (ret == 0);
2422 }
2423
2424 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2425                               int order)
2426 {
2427         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2428
2429         /* The page allocation failed. Revert */
2430         if (!page) {
2431                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2432                 return;
2433         }
2434         page->mem_cgroup = memcg;
2435 }
2436
2437 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2438 {
2439         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2440
2441         if (!memcg)
2442                 return;
2443
2444         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2445
2446         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2447         page->mem_cgroup = NULL;
2448 }
2449
2450 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2451 {
2452         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2453         struct kmem_cache *cachep;
2454         struct page *page;
2455
2456         page = virt_to_head_page(ptr);
2457         if (PageSlab(page)) {
2458                 cachep = page->slab_cache;
2459                 if (!is_root_cache(cachep))
2460                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2461         } else
2462                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2463                 memcg = page->mem_cgroup;
2464
2465         return memcg;
2466 }
2467 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2468
2469 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2470
2471 /*
2472  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2473  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2474  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2475  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2476  */
2477 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2478 {
2479         int i;
2480
2481         if (mem_cgroup_disabled())
2482                 return;
2483
2484         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2485                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2486
2487         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2488                        HPAGE_PMD_NR);
2489 }
2490 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2491
2492 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2493 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2494                                          bool charge)
2495 {
2496         int val = (charge) ? 1 : -1;
2497         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2498 }
2499
2500 /**
2501  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2502  * @entry: swap entry to be moved
2503  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2504  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2505  *
2506  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2507  * as the mem_cgroup's id of @from.
2508  *
2509  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2510  *
2511  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2512  * both res and memsw, and called css_get().
2513  */
2514 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2515                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2516 {
2517         unsigned short old_id, new_id;
2518
2519         old_id = mem_cgroup_id(from);
2520         new_id = mem_cgroup_id(to);
2521
2522         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2523                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2524                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2525                 return 0;
2526         }
2527         return -EINVAL;
2528 }
2529 #else
2530 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2531                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2532 {
2533         return -EINVAL;
2534 }
2535 #endif
2536
2537 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2538
2539 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2540                                    unsigned long limit)
2541 {
2542         unsigned long curusage;
2543         unsigned long oldusage;
2544         bool enlarge = false;
2545         int retry_count;
2546         int ret;
2547
2548         /*
2549          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2550          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2551          * of # of children which we should visit in this loop.
2552          */
2553         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2554                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2555
2556         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2557
2558         do {
2559                 if (signal_pending(current)) {
2560                         ret = -EINTR;
2561                         break;
2562                 }
2563
2564                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2565                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2566                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2567                         ret = -EINVAL;
2568                         break;
2569                 }
2570                 if (limit > memcg->memory.limit)
2571                         enlarge = true;
2572                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2573                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2574
2575                 if (!ret)
2576                         break;
2577
2578                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2579
2580                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2581                 /* Usage is reduced ? */
2582                 if (curusage >= oldusage)
2583                         retry_count--;
2584                 else
2585                         oldusage = curusage;
2586         } while (retry_count);
2587
2588         if (!ret && enlarge)
2589                 memcg_oom_recover(memcg);
2590
2591         return ret;
2592 }
2593
2594 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2595                                          unsigned long limit)
2596 {
2597         unsigned long curusage;
2598         unsigned long oldusage;
2599         bool enlarge = false;
2600         int retry_count;
2601         int ret;
2602
2603         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2604         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2605                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2606
2607         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2608
2609         do {
2610                 if (signal_pending(current)) {
2611                         ret = -EINTR;
2612                         break;
2613                 }
2614
2615                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2616                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2617                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2618                         ret = -EINVAL;
2619                         break;
2620                 }
2621                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2622                         enlarge = true;
2623                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2624                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2625
2626                 if (!ret)
2627                         break;
2628
2629                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2630
2631                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2632                 /* Usage is reduced ? */
2633                 if (curusage >= oldusage)
2634                         retry_count--;
2635                 else
2636                         oldusage = curusage;
2637         } while (retry_count);
2638
2639         if (!ret && enlarge)
2640                 memcg_oom_recover(memcg);
2641
2642         return ret;
2643 }
2644
2645 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2646                                             gfp_t gfp_mask,
2647                                             unsigned long *total_scanned)
2648 {
2649         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2650         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2651         unsigned long reclaimed;
2652         int loop = 0;
2653         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2654         unsigned long excess;
2655         unsigned long nr_scanned;
2656
2657         if (order > 0)
2658                 return 0;
2659
2660         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2661         /*
2662          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2663          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2664          * pressure
2665          */
2666         do {
2667                 if (next_mz)
2668                         mz = next_mz;
2669                 else
2670                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2671                 if (!mz)
2672                         break;
2673
2674                 nr_scanned = 0;
2675                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2676                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2677                 nr_reclaimed += reclaimed;
2678                 *total_scanned += nr_scanned;
2679                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2680                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2681
2682                 /*
2683                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2684                  * it is time to move on to the next cgroup
2685                  */
2686                 next_mz = NULL;
2687                 if (!reclaimed)
2688                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2689
2690                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2691                 /*
2692                  * One school of thought says that we should not add
2693                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2694                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2695                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2696                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2697                  * term TODO.
2698                  */
2699                 /* If excess == 0, no tree ops */
2700                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2701                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2702                 css_put(&mz->memcg->css);
2703                 loop++;
2704                 /*
2705                  * Could not reclaim anything and there are no more
2706                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2707                  * reclaiming anything.
2708                  */
2709                 if (!nr_reclaimed &&
2710                         (next_mz == NULL ||
2711                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2712                         break;
2713         } while (!nr_reclaimed);
2714         if (next_mz)
2715                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2716         return nr_reclaimed;
2717 }
2718
2719 /*
2720  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2721  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2722  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2723  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2724  */
2725 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2726 {
2727         bool ret;
2728
2729         /*
2730          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2731          * it prevents a new child from being initialized based on this
2732          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2733          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2734          */
2735         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2736
2737         rcu_read_lock();
2738         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2739         rcu_read_unlock();
2740         return ret;
2741 }
2742
2743 /*
2744  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2745  * the rest to the parent.
2746  *
2747  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2748  */
2749 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2750 {
2751         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2752
2753         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2754         lru_add_drain_all();
2755         /* try to free all pages in this cgroup */
2756         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2757                 int progress;
2758
2759                 if (signal_pending(current))
2760                         return -EINTR;
2761
2762                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2763                                                         GFP_KERNEL, true);
2764                 if (!progress) {
2765                         nr_retries--;
2766                         /* maybe some writeback is necessary */
2767                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2768                 }
2769
2770         }
2771
2772         return 0;
2773 }
2774
2775 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2776                                             char *buf, size_t nbytes,
2777                                             loff_t off)
2778 {
2779         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2780
2781         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2782                 return -EINVAL;
2783         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2784 }
2785
2786 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2787                                      struct cftype *cft)
2788 {
2789         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2790 }
2791
2792 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2793                                       struct cftype *cft, u64 val)
2794 {
2795         int retval = 0;
2796         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2797         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2798
2799         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2800
2801         if (memcg->use_hierarchy == val)
2802                 goto out;
2803
2804         /*
2805          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2806          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2807          * occur, provided the current cgroup has no children.
2808          *
2809          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2810          * set if there are no children.
2811          */
2812         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2813                                 (val == 1 || val == 0)) {
2814                 if (!memcg_has_children(memcg))
2815                         memcg->use_hierarchy = val;
2816                 else
2817                         retval = -EBUSY;
2818         } else
2819                 retval = -EINVAL;
2820
2821 out:
2822         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2823
2824         return retval;
2825 }
2826
2827 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2828                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2829 {
2830         struct mem_cgroup *iter;
2831         unsigned long val = 0;
2832
2833         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2834                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2835
2836         return val;
2837 }
2838
2839 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2840 {
2841         u64 val;
2842
2843         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2844                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2845                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2846                 if (swap)
2847                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2848         } else {
2849                 if (!swap)
2850                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2851                 else
2852                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2853         }
2854         return val << PAGE_SHIFT;
2855 }
2856
2857 enum {
2858         RES_USAGE,
2859         RES_LIMIT,
2860         RES_MAX_USAGE,
2861         RES_FAILCNT,
2862         RES_SOFT_LIMIT,
2863 };
2864
2865 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2866                                struct cftype *cft)
2867 {
2868         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2869         struct page_counter *counter;
2870
2871         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2872         case _MEM:
2873                 counter = &memcg->memory;
2874                 break;
2875         case _MEMSWAP:
2876                 counter = &memcg->memsw;
2877                 break;
2878         case _KMEM:
2879                 counter = &memcg->kmem;
2880                 break;
2881         default:
2882                 BUG();
2883         }
2884
2885         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2886         case RES_USAGE:
2887                 if (counter == &memcg->memory)
2888                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
2889                 if (counter == &memcg->memsw)
2890                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
2891                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2892         case RES_LIMIT:
2893                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2894         case RES_MAX_USAGE:
2895                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2896         case RES_FAILCNT:
2897                 return counter->failcnt;
2898         case RES_SOFT_LIMIT:
2899                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2900         default:
2901                 BUG();
2902         }
2903 }
2904
2905 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2906 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2907                                unsigned long nr_pages)
2908 {
2909         int err = 0;
2910         int memcg_id;
2911
2912         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2913         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2914         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2915
2916         /*
2917          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2918          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2919          * already joined.
2920          *
2921          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2922          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2923          * place, which makes the value quite meaningless.
2924          *
2925          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2926          * of course permitted.
2927          */
2928         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2929         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
2930             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2931                 err = -EBUSY;
2932         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2933         if (err)
2934                 goto out;
2935
2936         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2937         if (memcg_id < 0) {
2938                 err = memcg_id;
2939                 goto out;
2940         }
2941
2942         /*
2943          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2944          * activated yet, so this should succeed.
2945          */
2946         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2947         VM_BUG_ON(err);
2948
2949         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2950         /*
2951          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2952          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2953          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2954          * patched.
2955          */
2956         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2957         memcg->kmem_acct_activated = true;
2958         memcg->kmem_acct_active = true;
2959 out:
2960         return err;
2961 }
2962
2963 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2964                                    unsigned long limit)
2965 {
2966         int ret;
2967
2968         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2969         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2970                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2971         else
2972                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2973         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2974         return ret;
2975 }
2976
2977 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2978 {
2979         int ret = 0;
2980         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2981
2982         if (!parent)
2983                 return 0;
2984
2985         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2986         /*
2987          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2988          * after this point, because it has at least one child already.
2989          */
2990         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2991                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2992         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2993         return ret;
2994 }
2995 #else
2996 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2997                                    unsigned long limit)
2998 {
2999         return -EINVAL;
3000 }
3001 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3002
3003 /*
3004  * The user of this function is...
3005  * RES_LIMIT.
3006  */
3007 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3008                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3009 {
3010         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3011         unsigned long nr_pages;
3012         int ret;
3013
3014         buf = strstrip(buf);
3015         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3016         if (ret)
3017                 return ret;
3018
3019         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3020         case RES_LIMIT:
3021                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3022                         ret = -EINVAL;
3023                         break;
3024                 }
3025                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3026                 case _MEM:
3027                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3028                         break;
3029                 case _MEMSWAP:
3030                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3031                         break;
3032                 case _KMEM:
3033                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3034                         break;
3035                 }
3036                 break;
3037         case RES_SOFT_LIMIT:
3038                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3039                 ret = 0;
3040                 break;
3041         }
3042         return ret ?: nbytes;
3043 }
3044
3045 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3046                                 size_t nbytes, loff_t off)
3047 {
3048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3049         struct page_counter *counter;
3050
3051         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3052         case _MEM:
3053                 counter = &memcg->memory;
3054                 break;
3055         case _MEMSWAP:
3056                 counter = &memcg->memsw;
3057                 break;
3058         case _KMEM:
3059                 counter = &memcg->kmem;
3060                 break;
3061         default:
3062                 BUG();
3063         }
3064
3065         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3066         case RES_MAX_USAGE:
3067                 page_counter_reset_watermark(counter);
3068                 break;
3069         case RES_FAILCNT:
3070                 counter->failcnt = 0;
3071                 break;
3072         default:
3073                 BUG();
3074         }
3075
3076         return nbytes;
3077 }
3078
3079 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3080                                         struct cftype *cft)
3081 {
3082         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3083 }
3084
3085 #ifdef CONFIG_MMU
3086 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3087                                         struct cftype *cft, u64 val)
3088 {
3089         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3090
3091         if (val & ~MOVE_MASK)
3092                 return -EINVAL;
3093
3094         /*
3095          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3096          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3097          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3098          * affect task migrations starting after the change.
3099          */
3100         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3101         return 0;
3102 }
3103 #else
3104 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3105                                         struct cftype *cft, u64 val)
3106 {
3107         return -ENOSYS;
3108 }
3109 #endif
3110
3111 #ifdef CONFIG_NUMA
3112 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3113 {
3114         struct numa_stat {
3115                 const char *name;
3116                 unsigned int lru_mask;
3117         };
3118
3119         static const struct numa_stat stats[] = {
3120                 { "total", LRU_ALL },
3121                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3122                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3123                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3124         };
3125         const struct numa_stat *stat;
3126         int nid;
3127         unsigned long nr;
3128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3129
3130         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3131                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3132                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3133                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3134                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3135                                                           stat->lru_mask);
3136                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3137                 }
3138                 seq_putc(m, '\n');
3139         }
3140
3141         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3142                 struct mem_cgroup *iter;
3143
3144                 nr = 0;
3145                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3146                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3147                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3148                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3149                         nr = 0;
3150                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3151                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3152                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3153                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3154                 }
3155                 seq_putc(m, '\n');
3156         }
3157
3158         return 0;
3159 }
3160 #endif /* CONFIG_NUMA */
3161
3162 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3163 {
3164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3165         unsigned long memory, memsw;
3166         struct mem_cgroup *mi;
3167         unsigned int i;
3168
3169         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3170                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3171         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3172                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3173         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3174
3175         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3176                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3177                         continue;
3178                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3179                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3180         }
3181
3182         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3183                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3184                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3185
3186         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3187                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3188                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3189
3190         /* Hierarchical information */
3191         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3192         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3193                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3194                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3195         }
3196         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3197                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3198         if (do_swap_account)
3199                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3200                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3201
3202         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3203                 unsigned long long val = 0;
3204
3205                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3206                         continue;
3207                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3208                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3209                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3210         }
3211
3212         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3213                 unsigned long long val = 0;
3214
3215                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3216                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3217                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3218                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3219         }
3220
3221         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3222                 unsigned long long val = 0;
3223
3224                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3225                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3226                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3227         }
3228
3229 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3230         {
3231                 int nid, zid;
3232                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3233                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3234                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3235                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3236
3237                 for_each_online_node(nid)
3238                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3239                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3240                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3241
3242                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3243                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3244                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3245                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3246                         }
3247                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3248                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3249                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3250                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3251         }
3252 #endif
3253
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3258                                       struct cftype *cft)
3259 {
3260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3261
3262         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3263 }
3264
3265 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3266                                        struct cftype *cft, u64 val)
3267 {
3268         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3269
3270         if (val > 100)
3271                 return -EINVAL;
3272
3273         if (css->parent)
3274                 memcg->swappiness = val;
3275         else
3276                 vm_swappiness = val;
3277
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3282 {
3283         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3284         unsigned long usage;
3285         int i;
3286
3287         rcu_read_lock();
3288         if (!swap)
3289                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3290         else
3291                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3292
3293         if (!t)
3294                 goto unlock;
3295
3296         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3297
3298         /*
3299          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3300          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3301          * call of __mem_cgroup_threshold().
3302          */
3303         i = t->current_threshold;
3304
3305         /*
3306          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3307          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3308          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3309          * only one element of the array here.
3310          */
3311         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3312                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3313
3314         /* i = current_threshold + 1 */
3315         i++;
3316
3317         /*
3318          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3319          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3320          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3321          * only one element of the array here.
3322          */
3323         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3324                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3325
3326         /* Update current_threshold */
3327         t->current_threshold = i - 1;
3328 unlock:
3329         rcu_read_unlock();
3330 }
3331
3332 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3333 {
3334         while (memcg) {
3335                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3336                 if (do_swap_account)
3337                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3338
3339                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3340         }
3341 }
3342
3343 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3344 {
3345         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3346         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3347
3348         if (_a->threshold > _b->threshold)
3349                 return 1;
3350
3351         if (_a->threshold < _b->threshold)
3352                 return -1;
3353
3354         return 0;
3355 }
3356
3357 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3358 {
3359         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3360
3361         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3362
3363         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3364                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3365
3366         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3371 {
3372         struct mem_cgroup *iter;
3373
3374         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3375                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3376 }
3377
3378 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3379         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3380 {
3381         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3382         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3383         unsigned long threshold;
3384         unsigned long usage;
3385         int i, size, ret;
3386
3387         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3388         if (ret)
3389                 return ret;
3390
3391         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3392
3393         if (type == _MEM) {
3394                 thresholds = &memcg->thresholds;
3395                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3396         } else if (type == _MEMSWAP) {
3397                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3398                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3399         } else
3400                 BUG();
3401
3402         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3403         if (thresholds->primary)
3404                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3405
3406         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3407
3408         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3409         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3410                         GFP_KERNEL);
3411         if (!new) {
3412                 ret = -ENOMEM;
3413                 goto unlock;
3414         }
3415         new->size = size;
3416
3417         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3418         if (thresholds->primary) {
3419                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3420                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3421         }
3422
3423         /* Add new threshold */
3424         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3425         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3426
3427         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3428         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3429                         compare_thresholds, NULL);
3430
3431         /* Find current threshold */
3432         new->current_threshold = -1;
3433         for (i = 0; i < size; i++) {
3434                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3435                         /*
3436                          * new->current_threshold will not be used until
3437                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3438                          * it here.
3439                          */
3440                         ++new->current_threshold;
3441                 } else
3442                         break;
3443         }
3444
3445         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3446         kfree(thresholds->spare);
3447         thresholds->spare = thresholds->primary;
3448
3449         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3450
3451         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3452         synchronize_rcu();
3453
3454 unlock:
3455         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3456
3457         return ret;
3458 }
3459
3460 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3461         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3462 {
3463         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3464 }
3465
3466 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3467         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3468 {
3469         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3470 }
3471
3472 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3473         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3474 {
3475         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3476         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3477         unsigned long usage;
3478         int i, j, size;
3479
3480         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3481
3482         if (type == _MEM) {
3483                 thresholds = &memcg->thresholds;
3484                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3485         } else if (type == _MEMSWAP) {
3486                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3487                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3488         } else
3489                 BUG();
3490
3491         if (!thresholds->primary)
3492                 goto unlock;
3493
3494         /* Check if a threshold crossed before removing */
3495         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3496
3497         /* Calculate new number of threshold */
3498         size = 0;
3499         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3500                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3501                         size++;
3502         }
3503
3504         new = thresholds->spare;
3505
3506         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3507         if (!size) {
3508                 kfree(new);
3509                 new = NULL;
3510                 goto swap_buffers;
3511         }
3512
3513         new->size = size;
3514
3515         /* Copy thresholds and find current threshold */
3516         new->current_threshold = -1;
3517         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3518                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3519                         continue;
3520
3521                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3522                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3523                         /*
3524                          * new->current_threshold will not be used
3525                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3526                          * it here.
3527                          */
3528                         ++new->current_threshold;
3529                 }
3530                 j++;
3531         }
3532
3533 swap_buffers:
3534         /* Swap primary and spare array */
3535         thresholds->spare = thresholds->primary;
3536         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3537         if (!new) {
3538                 kfree(thresholds->spare);
3539                 thresholds->spare = NULL;
3540         }
3541
3542         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3543
3544         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3545         synchronize_rcu();
3546 unlock:
3547         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3548 }
3549
3550 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3551         struct eventfd_ctx *eventfd)
3552 {
3553         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3554 }
3555
3556 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3557         struct eventfd_ctx *eventfd)
3558 {
3559         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3560 }
3561
3562 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3563         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3564 {
3565         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3566
3567         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3568         if (!event)
3569                 return -ENOMEM;
3570
3571         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3572
3573         event->eventfd = eventfd;
3574         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3575
3576         /* already in OOM ? */
3577         if (memcg->under_oom)
3578                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3579         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3580
3581         return 0;
3582 }
3583
3584 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3585         struct eventfd_ctx *eventfd)
3586 {
3587         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3588
3589         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3590
3591         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3592                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3593                         list_del(&ev->list);
3594                         kfree(ev);
3595                 }
3596         }
3597
3598         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3599 }
3600
3601 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3602 {
3603         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3604
3605         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3606         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3607         return 0;
3608 }
3609
3610 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3611         struct cftype *cft, u64 val)
3612 {
3613         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3614
3615         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3616         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3617                 return -EINVAL;
3618
3619         memcg->oom_kill_disable = val;
3620         if (!val)
3621                 memcg_oom_recover(memcg);
3622
3623         return 0;
3624 }
3625
3626 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3627 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3628 {
3629         int ret;
3630
3631         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3632         if (ret)
3633                 return ret;
3634
3635         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3636 }
3637
3638 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3639 {
3640         struct cgroup_subsys_state *css;
3641         struct mem_cgroup *parent, *child;
3642         int kmemcg_id;
3643
3644         if (!memcg->kmem_acct_active)
3645                 return;
3646
3647         /*
3648          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3649          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3650          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3651          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3652          */
3653         memcg->kmem_acct_active = false;
3654
3655         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3656
3657         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3658         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3659
3660         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3661         if (!parent)
3662                 parent = root_mem_cgroup;
3663
3664         /*
3665          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3666          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3667          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3668          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3669          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3670          * memcg_drain_all_list_lrus().
3671          */
3672         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3673                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3674                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3675                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3676                 if (!memcg->use_hierarchy)
3677                         break;
3678         }
3679         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3680
3681         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3682 }
3683
3684 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3687                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3688                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3689                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3690         }
3691         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3692 }
3693 #else
3694 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3695 {
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3700 {
3701 }
3702
3703 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3704 {
3705 }
3706 #endif
3707
3708 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3709
3710 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         return &memcg->cgwb_list;
3713 }
3714
3715 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3716 {
3717         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3718 }
3719
3720 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3723 }
3724
3725 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3726 {
3727         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3728 }
3729
3730 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3731 {
3732         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3733
3734         if (!memcg->css.parent)
3735                 return NULL;
3736
3737         return &memcg->cgwb_domain;
3738 }
3739
3740 /**
3741  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3742  * @wb: bdi_writeback in question
3743  * @pavail: out parameter for number of available pages
3744  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3745  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3746  *
3747  * Determine the numbers of available, dirty, and writeback pages in @wb's
3748  * memcg.  Dirty and writeback are self-explanatory.  Available is a bit
3749  * more involved.
3750  *
3751  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  The available memory is
3752  * calculated as the lowest headroom of itself and the ancestors plus the
3753  * number of pages already being used for file pages.  Note that this
3754  * doesn't consider the actual amount of available memory in the system.
3755  * The caller should further cap *@pavail accordingly.
3756  */
3757 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pavail,
3758                          unsigned long *pdirty, unsigned long *pwriteback)
3759 {
3760         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3761         struct mem_cgroup *parent;
3762         unsigned long head_room = PAGE_COUNTER_MAX;
3763         unsigned long file_pages;
3764
3765         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3766
3767         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3768         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3769
3770         file_pages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3771                                                     (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3772         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3773                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3774                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3775
3776                 head_room = min(head_room, ceiling - min(ceiling, used));
3777                 memcg = parent;
3778         }
3779
3780         *pavail = file_pages + head_room;
3781 }
3782
3783 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3784
3785 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3786 {
3787         return 0;
3788 }
3789
3790 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3791 {
3792 }
3793
3794 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3795 {
3796 }
3797
3798 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3799
3800 /*
3801  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3802  *
3803  * "cgroup.event_control" implementation.
3804  *
3805  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3806  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3807  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3808  *
3809  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3810  * possible.
3811  */
3812
3813 /*
3814  * Unregister event and free resources.
3815  *
3816  * Gets called from workqueue.
3817  */
3818 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3819 {
3820         struct mem_cgroup_event *event =
3821                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3822         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3823
3824         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3825
3826         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3827
3828         /* Notify userspace the event is going away. */
3829         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3830
3831         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3832         kfree(event);
3833         css_put(&memcg->css);
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3838  *
3839  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3840  */
3841 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3842                             int sync, void *key)
3843 {
3844         struct mem_cgroup_event *event =
3845                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3846         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3847         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3848
3849         if (flags & POLLHUP) {
3850                 /*
3851                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3852                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3853                  * for us.
3854                  *
3855                  * We can't race against event freeing since the other
3856                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3857                  * which we hold.
3858                  */
3859                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3860                 if (!list_empty(&event->list)) {
3861                         list_del_init(&event->list);
3862                         /*
3863                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3864                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3865                          */
3866                         schedule_work(&event->remove);
3867                 }
3868                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3869         }
3870
3871         return 0;
3872 }
3873
3874 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3875                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3876 {
3877         struct mem_cgroup_event *event =
3878                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3879
3880         event->wqh = wqh;
3881         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3882 }
3883
3884 /*
3885  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3886  *
3887  * Parse input and register new cgroup event handler.
3888  *
3889  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3890  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3891  */
3892 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3893                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3894 {
3895         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3896         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3897         struct mem_cgroup_event *event;
3898         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3899         unsigned int efd, cfd;
3900         struct fd efile;
3901         struct fd cfile;
3902         const char *name;
3903         char *endp;
3904         int ret;
3905
3906         buf = strstrip(buf);
3907
3908         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3909         if (*endp != ' ')
3910                 return -EINVAL;
3911         buf = endp + 1;
3912
3913         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3914         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3915                 return -EINVAL;
3916         buf = endp + 1;
3917
3918         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3919         if (!event)
3920                 return -ENOMEM;
3921
3922         event->memcg = memcg;
3923         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3924         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3925         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3926         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3927
3928         efile = fdget(efd);
3929         if (!efile.file) {
3930                 ret = -EBADF;
3931                 goto out_kfree;
3932         }
3933
3934         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3935         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3936                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3937                 goto out_put_efile;
3938         }
3939
3940         cfile = fdget(cfd);
3941         if (!cfile.file) {
3942                 ret = -EBADF;
3943                 goto out_put_eventfd;
3944         }
3945
3946         /* the process need read permission on control file */
3947         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3948         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3949         if (ret < 0)
3950                 goto out_put_cfile;
3951
3952         /*
3953          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3954          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3955          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3956          * is for compatibility anyway.
3957          *
3958          * DO NOT ADD NEW FILES.
3959          */
3960         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3961
3962         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3963                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3964                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3965         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3966                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3967                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3968         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3969                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3970                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3971         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3972                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3973                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3974         } else {
3975                 ret = -EINVAL;
3976                 goto out_put_cfile;
3977         }
3978
3979         /*
3980          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3981          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3982          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3983          */
3984         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3985                                                &memory_cgrp_subsys);
3986         ret = -EINVAL;
3987         if (IS_ERR(cfile_css))
3988                 goto out_put_cfile;
3989         if (cfile_css != css) {
3990                 css_put(cfile_css);
3991                 goto out_put_cfile;
3992         }
3993
3994         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3995         if (ret)
3996                 goto out_put_css;
3997
3998         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3999
4000         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4001         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4002         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4003
4004         fdput(cfile);
4005         fdput(efile);
4006
4007         return nbytes;
4008
4009 out_put_css:
4010         css_put(css);
4011 out_put_cfile:
4012         fdput(cfile);
4013 out_put_eventfd:
4014         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4015 out_put_efile:
4016         fdput(efile);
4017 out_kfree:
4018         kfree(event);
4019
4020         return ret;
4021 }
4022
4023 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4024         {
4025                 .name = "usage_in_bytes",
4026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4028         },
4029         {
4030                 .name = "max_usage_in_bytes",
4031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4032                 .write = mem_cgroup_reset,
4033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4034         },
4035         {
4036                 .name = "limit_in_bytes",
4037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4038                 .write = mem_cgroup_write,
4039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4040         },
4041         {
4042                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4044                 .write = mem_cgroup_write,
4045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4046         },
4047         {
4048                 .name = "failcnt",
4049                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4050                 .write = mem_cgroup_reset,
4051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4052         },
4053         {
4054                 .name = "stat",
4055                 .seq_show = memcg_stat_show,
4056         },
4057         {
4058                 .name = "force_empty",
4059                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "use_hierarchy",
4063                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4064                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4068                 .write = memcg_write_event_control,
4069                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4070                 .mode = S_IWUGO,
4071         },
4072         {
4073                 .name = "swappiness",
4074                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4075                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4076         },
4077         {
4078                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4079                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4080                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4081         },
4082         {
4083                 .name = "oom_control",
4084                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4085                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4086                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4087         },
4088         {
4089                 .name = "pressure_level",
4090         },
4091 #ifdef CONFIG_NUMA
4092         {
4093                 .name = "numa_stat",
4094                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4095         },
4096 #endif
4097 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4098         {
4099                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4101                 .write = mem_cgroup_write,
4102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4103         },
4104         {
4105                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4107                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4108         },
4109         {
4110                 .name = "kmem.failcnt",
4111                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4112                 .write = mem_cgroup_reset,
4113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4114         },
4115         {
4116                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4118                 .write = mem_cgroup_reset,
4119                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4120         },
4121 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4122         {
4123                 .name = "kmem.slabinfo",
4124                 .seq_start = slab_start,
4125                 .seq_next = slab_next,
4126                 .seq_stop = slab_stop,
4127                 .seq_show = memcg_slab_show,
4128         },
4129 #endif
4130 #endif
4131         { },    /* terminate */
4132 };
4133
4134 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4135 {
4136         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4137         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4138         int zone, tmp = node;
4139         /*
4140          * This routine is called against possible nodes.
4141          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4142          *
4143          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4144          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4145          *       function.
4146          */
4147         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4148                 tmp = -1;
4149         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4150         if (!pn)
4151                 return 1;
4152
4153         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4154                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4155                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4156                 mz->usage_in_excess = 0;
4157                 mz->on_tree = false;
4158                 mz->memcg = memcg;
4159         }
4160         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4161         return 0;
4162 }
4163
4164 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4165 {
4166         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4167 }
4168
4169 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4170 {
4171         struct mem_cgroup *memcg;
4172         size_t size;
4173
4174         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4175         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4176
4177         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4178         if (!memcg)
4179                 return NULL;
4180
4181         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4182         if (!memcg->stat)
4183                 goto out_free;
4184
4185         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4186                 goto out_free_stat;
4187
4188         return memcg;
4189
4190 out_free_stat:
4191         free_percpu(memcg->stat);
4192 out_free:
4193         kfree(memcg);
4194         return NULL;
4195 }
4196
4197 /*
4198  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4199  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4200  *
4201  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4202  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4203  * it goes down to 0.
4204  *
4205  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4206  */
4207
4208 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4209 {
4210         int node;
4211
4212         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4213
4214         for_each_node(node)
4215                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4216
4217         free_percpu(memcg->stat);
4218         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4219         kfree(memcg);
4220 }
4221
4222 /*
4223  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4224  */
4225 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4226 {
4227         if (!memcg->memory.parent)
4228                 return NULL;
4229         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4230 }
4231 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4232
4233 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4234 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4235 {
4236         struct mem_cgroup *memcg;
4237         long error = -ENOMEM;
4238         int node;
4239
4240         memcg = mem_cgroup_alloc();
4241         if (!memcg)
4242                 return ERR_PTR(error);
4243
4244         for_each_node(node)
4245                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4246                         goto free_out;
4247
4248         /* root ? */
4249         if (parent_css == NULL) {
4250                 root_mem_cgroup = memcg;
4251                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4252                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4253                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4254                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4255                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4256                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4257         }
4258
4259         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4260         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4261         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4262         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4263         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4264         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4265         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4266         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4267 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4268         memcg->kmemcg_id = -1;
4269 #endif
4270 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4271         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4272 #endif
4273         return &memcg->css;
4274
4275 free_out:
4276         __mem_cgroup_free(memcg);
4277         return ERR_PTR(error);
4278 }
4279
4280 static int
4281 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4282 {
4283         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4284         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4285         int ret;
4286
4287         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4288                 return -ENOSPC;
4289
4290         if (!parent)
4291                 return 0;
4292
4293         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4294
4295         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4296         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4297         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4298
4299         if (parent->use_hierarchy) {
4300                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4301                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4302                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4303                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4304                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4305
4306                 /*
4307                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4308                  * core guarantees its existence.
4309                  */
4310         } else {
4311                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4312                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4313                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4314                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4315                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4316                 /*
4317                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4318                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4319                  * unfortunate state in our controller.
4320                  */
4321                 if (parent != root_mem_cgroup)
4322                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4323         }
4324         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4325
4326         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4327         if (ret)
4328                 return ret;
4329
4330         /*
4331          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4332          * orders reading memcg->initialized against its callers
4333          * reading the memcg members.
4334          */
4335         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4336
4337         return 0;
4338 }
4339
4340 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4341 {
4342         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4343         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4344
4345         /*
4346          * Unregister events and notify userspace.
4347          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4348          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4349          */
4350         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4351         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4352                 list_del_init(&event->list);
4353                 schedule_work(&event->remove);
4354         }
4355         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4356
4357         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4358
4359         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4360
4361         wb_memcg_offline(memcg);
4362 }
4363
4364 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4365 {
4366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4367
4368         memcg_destroy_kmem(memcg);
4369         __mem_cgroup_free(memcg);
4370 }
4371
4372 /**
4373  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4374  * @css: the target css
4375  *
4376  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4377  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4378  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4379  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4380  * made visible again.
4381  *
4382  * The current implementation only resets the essential configurations.
4383  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4384  */
4385 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4386 {
4387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4388
4389         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4390         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4391         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4392         memcg->low = 0;
4393         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4394         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4395         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4396 }
4397
4398 #ifdef CONFIG_MMU
4399 /* Handlers for move charge at task migration. */
4400 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4401 {
4402         int ret;
4403
4404         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4405         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4406         if (!ret) {
4407                 mc.precharge += count;
4408                 return ret;
4409         }
4410         if (ret == -EINTR) {
4411                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4412                 return ret;
4413         }
4414
4415         /* Try charges one by one with reclaim */
4416         while (count--) {
4417                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4418                 /*
4419                  * In case of failure, any residual charges against
4420                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4421                  * later on.  However, cancel any charges that are
4422                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4423                  */
4424                 if (ret == -EINTR)
4425                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4426                 if (ret)
4427                         return ret;
4428                 mc.precharge++;
4429                 cond_resched();
4430         }
4431         return 0;
4432 }
4433
4434 /**
4435  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4436  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4437  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4438  * @ptent: the pte to be checked
4439  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4440  *
4441  * Returns
4442  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4443  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4444  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4445  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4446  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4447  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4448  *     in target->ent.
4449  *
4450  * Called with pte lock held.
4451  */
4452 union mc_target {
4453         struct page     *page;
4454         swp_entry_t     ent;
4455 };
4456
4457 enum mc_target_type {
4458         MC_TARGET_NONE = 0,
4459         MC_TARGET_PAGE,
4460         MC_TARGET_SWAP,
4461 };
4462
4463 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4464                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4465 {
4466         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4467
4468         if (!page || !page_mapped(page))
4469                 return NULL;
4470         if (PageAnon(page)) {
4471                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4472                         return NULL;
4473         } else {
4474                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4475                         return NULL;
4476         }
4477         if (!get_page_unless_zero(page))
4478                 return NULL;
4479
4480         return page;
4481 }
4482
4483 #ifdef CONFIG_SWAP
4484 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4485                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4486 {
4487         struct page *page = NULL;
4488         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4489
4490         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4491                 return NULL;
4492         /*
4493          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4494          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4495          */
4496         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4497         if (do_swap_account)
4498                 entry->val = ent.val;
4499
4500         return page;
4501 }
4502 #else
4503 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4504                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4505 {
4506         return NULL;
4507 }
4508 #endif
4509
4510 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4511                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4512 {
4513         struct page *page = NULL;
4514         struct address_space *mapping;
4515         pgoff_t pgoff;
4516
4517         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4518                 return NULL;
4519         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4520                 return NULL;
4521
4522         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4523         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4524
4525         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4526 #ifdef CONFIG_SWAP
4527         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4528         if (shmem_mapping(mapping)) {
4529                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4530                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4531                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4532                         if (do_swap_account)
4533                                 *entry = swp;
4534                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4535                 }
4536         } else
4537                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4538 #else
4539         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4540 #endif
4541         return page;
4542 }
4543
4544 /**
4545  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4546  * @page: the page
4547  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4548  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4549  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4550  *
4551  * The caller must confirm following.
4552  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4553  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4554  *
4555  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4556  * from old cgroup.
4557  */
4558 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4559                                    unsigned int nr_pages,
4560                                    struct mem_cgroup *from,
4561                                    struct mem_cgroup *to)
4562 {
4563         unsigned long flags;
4564         int ret;
4565         bool anon;
4566
4567         VM_BUG_ON(from == to);
4568         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4569         /*
4570          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4571          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4572          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4573          * hold it.
4574          */
4575         ret = -EBUSY;
4576         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4577                 goto out;
4578
4579         /*
4580          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4581          * of its source page while we change it: page migration takes
4582          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4583          */
4584         if (!trylock_page(page))
4585                 goto out;
4586
4587         ret = -EINVAL;
4588         if (page->mem_cgroup != from)
4589                 goto out_unlock;
4590
4591         anon = PageAnon(page);
4592
4593         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4594
4595         if (!anon && page_mapped(page)) {
4596                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4597                                nr_pages);
4598                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4599                                nr_pages);
4600         }
4601
4602         /*
4603          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4604          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4605          * So mapping should be stable for dirty pages.
4606          */
4607         if (!anon && PageDirty(page)) {
4608                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4609
4610                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4611                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4612                                        nr_pages);
4613                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4614                                        nr_pages);
4615                 }
4616         }
4617
4618         if (PageWriteback(page)) {
4619                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4620                                nr_pages);
4621                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4622                                nr_pages);
4623         }
4624
4625         /*
4626          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4627          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4628          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4629          */
4630
4631         /* caller should have done css_get */
4632         page->mem_cgroup = to;
4633         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4634
4635         ret = 0;
4636
4637         local_irq_disable();
4638         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4639         memcg_check_events(to, page);
4640         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4641         memcg_check_events(from, page);
4642         local_irq_enable();
4643 out_unlock:
4644         unlock_page(page);
4645 out:
4646         return ret;
4647 }
4648
4649 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4650                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4651 {
4652         struct page *page = NULL;
4653         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4654         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4655
4656         if (pte_present(ptent))
4657                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4658         else if (is_swap_pte(ptent))
4659                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4660         else if (pte_none(ptent))
4661                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4662
4663         if (!page && !ent.val)
4664                 return ret;
4665         if (page) {
4666                 /*
4667                  * Do only loose check w/o serialization.
4668                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4669                  * not under LRU exclusion.
4670                  */
4671                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4672                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4673                         if (target)
4674                                 target->page = page;
4675                 }
4676                 if (!ret || !target)
4677                         put_page(page);
4678         }
4679         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4680         if (ent.val && !ret &&
4681             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4682                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4683                 if (target)
4684                         target->ent = ent;
4685         }
4686         return ret;
4687 }
4688
4689 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4690 /*
4691  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4692  * support them for now.
4693  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4694  */
4695 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4696                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4697 {
4698         struct page *page = NULL;
4699         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4700
4701         page = pmd_page(pmd);
4702         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4703         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4704                 return ret;
4705         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4706                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4707                 if (target) {
4708                         get_page(page);
4709                         target->page = page;
4710                 }
4711         }
4712         return ret;
4713 }
4714 #else
4715 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4716                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4717 {
4718         return MC_TARGET_NONE;
4719 }
4720 #endif
4721
4722 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4723                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4724                                         struct mm_walk *walk)
4725 {
4726         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4727         pte_t *pte;
4728         spinlock_t *ptl;
4729
4730         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4731                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4732                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4733                 spin_unlock(ptl);
4734                 return 0;
4735         }
4736
4737         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4738                 return 0;
4739         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4740         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4741                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4742                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4743         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4744         cond_resched();
4745
4746         return 0;
4747 }
4748
4749 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4750 {
4751         unsigned long precharge;
4752
4753         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4754                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4755                 .mm = mm,
4756         };
4757         down_read(&mm->mmap_sem);
4758         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4759         up_read(&mm->mmap_sem);
4760
4761         precharge = mc.precharge;
4762         mc.precharge = 0;
4763
4764         return precharge;
4765 }
4766
4767 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4768 {
4769         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4770
4771         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4772         mc.moving_task = current;
4773         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4774 }
4775
4776 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4777 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4778 {
4779         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4780         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4781
4782         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4783         if (mc.precharge) {
4784                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4785                 mc.precharge = 0;
4786         }
4787         /*
4788          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4789          * we must uncharge here.
4790          */
4791         if (mc.moved_charge) {
4792                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4793                 mc.moved_charge = 0;
4794         }
4795         /* we must fixup refcnts and charges */
4796         if (mc.moved_swap) {
4797                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4798                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4799                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4800
4801                 /*
4802                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4803                  * should uncharge to->memory.
4804                  */
4805                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4806                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4807
4808                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4809
4810                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4811                 mc.moved_swap = 0;
4812         }
4813         memcg_oom_recover(from);
4814         memcg_oom_recover(to);
4815         wake_up_all(&mc.waitq);
4816 }
4817
4818 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4819 {
4820         /*
4821          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4822          * task migration.
4823          */
4824         mc.moving_task = NULL;
4825         __mem_cgroup_clear_mc();
4826         spin_lock(&mc.lock);
4827         mc.from = NULL;
4828         mc.to = NULL;
4829         spin_unlock(&mc.lock);
4830 }
4831
4832 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4833                                  struct cgroup_taskset *tset)
4834 {
4835         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4836         struct mem_cgroup *from;
4837         struct task_struct *p;
4838         struct mm_struct *mm;
4839         unsigned long move_flags;
4840         int ret = 0;
4841
4842         /*
4843          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4844          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4845          * So we need to save it, and keep it going.
4846          */
4847         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4848         if (!move_flags)
4849                 return 0;
4850
4851         p = cgroup_taskset_first(tset);
4852         from = mem_cgroup_from_task(p);
4853
4854         VM_BUG_ON(from == memcg);
4855
4856         mm = get_task_mm(p);
4857         if (!mm)
4858                 return 0;
4859         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4860         if (mm->owner == p) {
4861                 VM_BUG_ON(mc.from);
4862                 VM_BUG_ON(mc.to);
4863                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4864                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4865                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4866
4867                 spin_lock(&mc.lock);
4868                 mc.from = from;
4869                 mc.to = memcg;
4870                 mc.flags = move_flags;
4871                 spin_unlock(&mc.lock);
4872                 /* We set mc.moving_task later */
4873
4874                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4875                 if (ret)
4876                         mem_cgroup_clear_mc();
4877         }
4878         mmput(mm);
4879         return ret;
4880 }
4881
4882 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4883                                      struct cgroup_taskset *tset)
4884 {
4885         if (mc.to)
4886                 mem_cgroup_clear_mc();
4887 }
4888
4889 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4890                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4891                                 struct mm_walk *walk)
4892 {
4893         int ret = 0;
4894         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4895         pte_t *pte;
4896         spinlock_t *ptl;
4897         enum mc_target_type target_type;
4898         union mc_target target;
4899         struct page *page;
4900
4901         /*
4902          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4903          * happens because:
4904          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4905          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4906          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4907          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4908          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4909          *    part of thp split is not executed yet.
4910          */
4911         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4912                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4913                         spin_unlock(ptl);
4914                         return 0;
4915                 }
4916                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4917                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4918                         page = target.page;
4919                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4920                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4921                                                              mc.from, mc.to)) {
4922                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4923                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4924                                 }
4925                                 putback_lru_page(page);
4926                         }
4927                         put_page(page);
4928                 }
4929                 spin_unlock(ptl);
4930                 return 0;
4931         }
4932
4933         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4934                 return 0;
4935 retry:
4936         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4937         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4938                 pte_t ptent = *(pte++);
4939                 swp_entry_t ent;
4940
4941                 if (!mc.precharge)
4942                         break;
4943
4944                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4945                 case MC_TARGET_PAGE:
4946                         page = target.page;
4947                         if (isolate_lru_page(page))
4948                                 goto put;
4949                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4950                                 mc.precharge--;
4951                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4952                                 mc.moved_charge++;
4953                         }
4954                         putback_lru_page(page);
4955 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4956                         put_page(page);
4957                         break;
4958                 case MC_TARGET_SWAP:
4959                         ent = target.ent;
4960                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4961                                 mc.precharge--;
4962                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4963                                 mc.moved_swap++;
4964                         }
4965                         break;
4966                 default:
4967                         break;
4968                 }
4969         }
4970         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4971         cond_resched();
4972
4973         if (addr != end) {
4974                 /*
4975                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4976                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4977                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4978                  * phase.
4979                  */
4980                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4981                 if (!ret)
4982                         goto retry;
4983         }
4984
4985         return ret;
4986 }
4987
4988 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4989 {
4990         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4991                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4992                 .mm = mm,
4993         };
4994
4995         lru_add_drain_all();
4996         /*
4997          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4998          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4999          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5000          */
5001         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5002         synchronize_rcu();
5003 retry:
5004         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5005                 /*
5006                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5007                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5008                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5009                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5010                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5011                  */
5012                 __mem_cgroup_clear_mc();
5013                 cond_resched();
5014                 goto retry;
5015         }
5016         /*
5017          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5018          * additional charge, the page walk just aborts.
5019          */
5020         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5021         up_read(&mm->mmap_sem);
5022         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5023 }
5024
5025 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5026                                  struct cgroup_taskset *tset)
5027 {
5028         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5029         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5030
5031         if (mm) {
5032                 if (mc.to)
5033                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5034                 mmput(mm);
5035         }
5036         if (mc.to)
5037                 mem_cgroup_clear_mc();
5038 }
5039 #else   /* !CONFIG_MMU */
5040 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5041                                  struct cgroup_taskset *tset)
5042 {
5043         return 0;
5044 }
5045 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5046                                      struct cgroup_taskset *tset)
5047 {
5048 }
5049 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5050                                  struct cgroup_taskset *tset)
5051 {
5052 }
5053 #endif
5054
5055 /*
5056  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5057  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5058  * attempt.
5059  */
5060 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5061 {
5062         /*
5063          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5064          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5065          * on for the root memcg is enough.
5066          */
5067         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5068                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5069         else
5070                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5071 }
5072
5073 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5074                                struct cftype *cft)
5075 {
5076         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5077 }
5078
5079 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5080 {
5081         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5082         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5083
5084         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5085                 seq_puts(m, "max\n");
5086         else
5087                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5088
5089         return 0;
5090 }
5091
5092 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5093                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5094 {
5095         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5096         unsigned long low;
5097         int err;
5098
5099         buf = strstrip(buf);
5100         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5101         if (err)
5102                 return err;
5103
5104         memcg->low = low;
5105
5106         return nbytes;
5107 }
5108
5109 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5110 {
5111         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5112         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5113
5114         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5115                 seq_puts(m, "max\n");
5116         else
5117                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5118
5119         return 0;
5120 }
5121
5122 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5123                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5124 {
5125         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5126         unsigned long high;
5127         int err;
5128
5129         buf = strstrip(buf);
5130         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5131         if (err)
5132                 return err;
5133
5134         memcg->high = high;
5135
5136         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5137         return nbytes;
5138 }
5139
5140 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5141 {
5142         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5143         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5144
5145         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5146                 seq_puts(m, "max\n");
5147         else
5148                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5149
5150         return 0;
5151 }
5152
5153 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5154                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5155 {
5156         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5157         unsigned long max;
5158         int err;
5159
5160         buf = strstrip(buf);
5161         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5162         if (err)
5163                 return err;
5164
5165         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5166         if (err)
5167                 return err;
5168
5169         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5170         return nbytes;
5171 }
5172
5173 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5174 {
5175         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5176
5177         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5178         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5179         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5180         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5181
5182         return 0;
5183 }
5184
5185 static struct cftype memory_files[] = {
5186         {
5187                 .name = "current",
5188                 .read_u64 = memory_current_read,
5189         },
5190         {
5191                 .name = "low",
5192                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5193                 .seq_show = memory_low_show,
5194                 .write = memory_low_write,
5195         },
5196         {
5197                 .name = "high",
5198                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5199                 .seq_show = memory_high_show,
5200                 .write = memory_high_write,
5201         },
5202         {
5203                 .name = "max",
5204                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5205                 .seq_show = memory_max_show,
5206                 .write = memory_max_write,
5207         },
5208         {
5209                 .name = "events",
5210                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5211                 .seq_show = memory_events_show,
5212         },
5213         { }     /* terminate */
5214 };
5215
5216 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5217         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5218         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5219         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5220         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5221         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5222         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5223         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5224         .attach = mem_cgroup_move_task,
5225         .bind = mem_cgroup_bind,
5226         .dfl_cftypes = memory_files,
5227         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5228         .early_init = 0,
5229 };
5230
5231 /**
5232  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5233  * @root: the highest ancestor to consider
5234  * @memcg: the memory cgroup to check
5235  *
5236  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5237  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5238  */
5239 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5240 {
5241         if (mem_cgroup_disabled())
5242                 return false;
5243
5244         /*
5245          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5246          * it's never low when looked at directly, and it is not
5247          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5248          */
5249
5250         if (memcg == root_mem_cgroup)
5251                 return false;
5252
5253         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5254                 return false;
5255
5256         while (memcg != root) {
5257                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5258
5259                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5260                         break;
5261
5262                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5263                         return false;
5264         }
5265         return true;
5266 }
5267
5268 /**
5269  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5270  * @page: page to charge
5271  * @mm: mm context of the victim
5272  * @gfp_mask: reclaim mode
5273  * @memcgp: charged memcg return
5274  *
5275  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5276  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5277  *
5278  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5279  * Otherwise, an error code is returned.
5280  *
5281  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5282  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5283  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5284  */
5285 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5286                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5287 {
5288         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5289         unsigned int nr_pages = 1;
5290         int ret = 0;
5291
5292         if (mem_cgroup_disabled())
5293                 goto out;
5294
5295         if (PageSwapCache(page)) {
5296                 /*
5297                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5298                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5299                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5300                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5301                  * in turn serializes uncharging.
5302                  */
5303                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5304                 if (page->mem_cgroup)
5305                         goto out;
5306
5307                 if (do_swap_account) {
5308                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5309                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5310
5311                         rcu_read_lock();
5312                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5313                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5314                                 memcg = NULL;
5315                         rcu_read_unlock();
5316                 }
5317         }
5318
5319         if (PageTransHuge(page)) {
5320                 nr_pages <<= compound_order(page);
5321                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5322         }
5323
5324         if (!memcg)
5325                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5326
5327         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5328
5329         css_put(&memcg->css);
5330
5331         if (ret == -EINTR) {
5332                 memcg = root_mem_cgroup;
5333                 ret = 0;
5334         }
5335 out:
5336         *memcgp = memcg;
5337         return ret;
5338 }
5339
5340 /**
5341  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5342  * @page: page to charge
5343  * @memcg: memcg to charge the page to
5344  * @lrucare: page might be on LRU already
5345  *
5346  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5347  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5348  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5349  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5350  *
5351  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5352  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5353  *
5354  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5355  */
5356 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5357                               bool lrucare)
5358 {
5359         unsigned int nr_pages = 1;
5360
5361         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5362         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5363
5364         if (mem_cgroup_disabled())
5365                 return;
5366         /*
5367          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5368          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5369          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5370          */
5371         if (!memcg)
5372                 return;
5373
5374         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5375
5376         if (PageTransHuge(page)) {
5377                 nr_pages <<= compound_order(page);
5378                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5379         }
5380
5381         local_irq_disable();
5382         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5383         memcg_check_events(memcg, page);
5384         local_irq_enable();
5385
5386         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5387                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5388                 /*
5389                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5390                  * let's not wait for it.  The page already received a
5391                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5392                  */
5393                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5394         }
5395 }
5396
5397 /**
5398  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5399  * @page: page to charge
5400  * @memcg: memcg to charge the page to
5401  *
5402  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5403  */
5404 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5405 {
5406         unsigned int nr_pages = 1;
5407
5408         if (mem_cgroup_disabled())
5409                 return;
5410         /*
5411          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5412          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5413          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5414          */
5415         if (!memcg)
5416                 return;
5417
5418         if (PageTransHuge(page)) {
5419                 nr_pages <<= compound_order(page);
5420                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5421         }
5422
5423         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5424 }
5425
5426 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5427                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5428                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5429 {
5430         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5431         unsigned long flags;
5432
5433         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5434                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5435                 if (do_swap_account)
5436                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5437                 memcg_oom_recover(memcg);
5438         }
5439
5440         local_irq_save(flags);
5441         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5442         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5443         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5444         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5445         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5446         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5447         local_irq_restore(flags);
5448
5449         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5450                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5451 }
5452
5453 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5454 {
5455         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5456         unsigned long nr_anon = 0;
5457         unsigned long nr_file = 0;
5458         unsigned long nr_huge = 0;
5459         unsigned long pgpgout = 0;
5460         struct list_head *next;
5461         struct page *page;
5462
5463         next = page_list->next;
5464         do {
5465                 unsigned int nr_pages = 1;
5466
5467                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5468                 next = page->lru.next;
5469
5470                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5471                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5472
5473                 if (!page->mem_cgroup)
5474                         continue;
5475
5476                 /*
5477                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5478                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5479                  * exclusive access to the page.
5480                  */
5481
5482                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5483                         if (memcg) {
5484                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5485                                                nr_huge, page);
5486                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5487                         }
5488                         memcg = page->mem_cgroup;
5489                 }
5490
5491                 if (PageTransHuge(page)) {
5492                         nr_pages <<= compound_order(page);
5493                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5494                         nr_huge += nr_pages;
5495                 }
5496
5497                 if (PageAnon(page))
5498                         nr_anon += nr_pages;
5499                 else
5500                         nr_file += nr_pages;
5501
5502                 page->mem_cgroup = NULL;
5503
5504                 pgpgout++;
5505         } while (next != page_list);
5506
5507         if (memcg)
5508                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5509                                nr_huge, page);
5510 }
5511
5512 /**
5513  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5514  * @page: page to uncharge
5515  *
5516  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5517  * mem_cgroup_commit_charge().
5518  */
5519 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5520 {
5521         if (mem_cgroup_disabled())
5522                 return;
5523
5524         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5525         if (!page->mem_cgroup)
5526                 return;
5527
5528         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5529         uncharge_list(&page->lru);
5530 }
5531
5532 /**
5533  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5534  * @page_list: list of pages to uncharge
5535  *
5536  * Uncharge a list of pages previously charged with
5537  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5538  */
5539 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5540 {
5541         if (mem_cgroup_disabled())
5542                 return;
5543
5544         if (!list_empty(page_list))
5545                 uncharge_list(page_list);
5546 }
5547
5548 /**
5549  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5550  * @oldpage: currently charged page
5551  * @newpage: page to transfer the charge to
5552  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5553  *
5554  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5555  *
5556  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5557  */
5558 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5559                         bool lrucare)
5560 {
5561         struct mem_cgroup *memcg;
5562         int isolated;
5563
5564         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5565         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5566         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5567         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5568         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5569         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5570                        newpage);
5571
5572         if (mem_cgroup_disabled())
5573                 return;
5574
5575         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5576         if (newpage->mem_cgroup)
5577                 return;
5578
5579         /*
5580          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5581          * charged, and migration from compaction can happen to an
5582          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5583          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5584          */
5585         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5586         if (!memcg)
5587                 return;
5588
5589         if (lrucare)
5590                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5591
5592         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5593
5594         if (lrucare)
5595                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5596
5597         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5598 }
5599
5600 /*
5601  * subsys_initcall() for memory controller.
5602  *
5603  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5604  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5605  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5606  * be initialized from here.
5607  */
5608 static int __init mem_cgroup_init(void)
5609 {
5610         int cpu, node;
5611
5612         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5613
5614         for_each_possible_cpu(cpu)
5615                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5616                           drain_local_stock);
5617
5618         for_each_node(node) {
5619                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5620                 int zone;
5621
5622                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5623                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5624
5625                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5626                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5627
5628                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5629                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5630                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5631                 }
5632                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5633         }
5634
5635         return 0;
5636 }
5637 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5638
5639 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5640 /**
5641  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5642  * @page: page whose memsw charge to transfer
5643  * @entry: swap entry to move the charge to
5644  *
5645  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5646  */
5647 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5648 {
5649         struct mem_cgroup *memcg;
5650         unsigned short oldid;
5651
5652         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5653         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5654
5655         if (!do_swap_account)
5656                 return;
5657
5658         memcg = page->mem_cgroup;
5659
5660         /* Readahead page, never charged */
5661         if (!memcg)
5662                 return;
5663
5664         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5665         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5666         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5667
5668         page->mem_cgroup = NULL;
5669
5670         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5671                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5672
5673         /*
5674          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5675          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5676          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5677          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5678          */
5679         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5680         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5681         memcg_check_events(memcg, page);
5682 }
5683
5684 /**
5685  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5686  * @entry: swap entry to uncharge
5687  *
5688  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5689  */
5690 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5691 {
5692         struct mem_cgroup *memcg;
5693         unsigned short id;
5694
5695         if (!do_swap_account)
5696                 return;
5697
5698         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5699         rcu_read_lock();
5700         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5701         if (memcg) {
5702                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5703                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5704                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5705                 css_put(&memcg->css);
5706         }
5707         rcu_read_unlock();
5708 }
5709
5710 /* for remember boot option*/
5711 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5712 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5713 #else
5714 static int really_do_swap_account __initdata;
5715 #endif
5716
5717 static int __init enable_swap_account(char *s)
5718 {
5719         if (!strcmp(s, "1"))
5720                 really_do_swap_account = 1;
5721         else if (!strcmp(s, "0"))
5722                 really_do_swap_account = 0;
5723         return 1;
5724 }
5725 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5726
5727 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5728         {
5729                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5731                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5732         },
5733         {
5734                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5735                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5736                 .write = mem_cgroup_reset,
5737                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5738         },
5739         {
5740                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5741                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5742                 .write = mem_cgroup_write,
5743                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5744         },
5745         {
5746                 .name = "memsw.failcnt",
5747                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5748                 .write = mem_cgroup_reset,
5749                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5750         },
5751         { },    /* terminate */
5752 };
5753
5754 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5755 {
5756         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5757                 do_swap_account = 1;
5758                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5759                                                   memsw_cgroup_files));
5760         }
5761         return 0;
5762 }
5763 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5764
5765 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */