drm/bridge: dw_hdmi: clear ih_mute register when system resume
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include <net/tcp_memcontrol.h>
70 #include "slab.h"
71
72 #include <asm/uaccess.h>
73
74 #include <trace/events/vmscan.h>
75
76 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
77 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
78
79 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
80 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
91         "cache",
92         "rss",
93         "rss_huge",
94         "mapped_file",
95         "dirty",
96         "writeback",
97         "swap",
98 };
99
100 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
101         "pgpgin",
102         "pgpgout",
103         "pgfault",
104         "pgmajfault",
105 };
106
107 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
108         "inactive_anon",
109         "active_anon",
110         "inactive_file",
111         "active_file",
112         "unevictable",
113 };
114
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
118
119 /*
120  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
121  * their hierarchy representation
122  */
123
124 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
125         struct rb_root rb_root;
126         spinlock_t lock;
127 };
128
129 struct mem_cgroup_tree_per_node {
130         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
131 };
132
133 struct mem_cgroup_tree {
134         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
135 };
136
137 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
138
139 /* for OOM */
140 struct mem_cgroup_eventfd_list {
141         struct list_head list;
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143 };
144
145 /*
146  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
147  */
148 struct mem_cgroup_event {
149         /*
150          * memcg which the event belongs to.
151          */
152         struct mem_cgroup *memcg;
153         /*
154          * eventfd to signal userspace about the event.
155          */
156         struct eventfd_ctx *eventfd;
157         /*
158          * Each of these stored in a list by the cgroup.
159          */
160         struct list_head list;
161         /*
162          * register_event() callback will be used to add new userspace
163          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
164          * on eventfd to send notification to userspace.
165          */
166         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
168         /*
169          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
170          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
171          * if you want provide notification functionality.
172          */
173         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
174                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
175         /*
176          * All fields below needed to unregister event when
177          * userspace closes eventfd.
178          */
179         poll_table pt;
180         wait_queue_head_t *wqh;
181         wait_queue_t wait;
182         struct work_struct remove;
183 };
184
185 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
186 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
187
188 /* Stuffs for move charges at task migration. */
189 /*
190  * Types of charges to be moved.
191  */
192 #define MOVE_ANON       0x1U
193 #define MOVE_FILE       0x2U
194 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
195
196 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
197 static struct move_charge_struct {
198         spinlock_t        lock; /* for from, to */
199         struct mm_struct  *mm;
200         struct mem_cgroup *from;
201         struct mem_cgroup *to;
202         unsigned long flags;
203         unsigned long precharge;
204         unsigned long moved_charge;
205         unsigned long moved_swap;
206         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
207         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
208 } mc = {
209         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
210         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
211 };
212
213 /*
214  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
215  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
216  */
217 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
218 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
219
220 enum charge_type {
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
223         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
224         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
225         NR_CHARGE_TYPE,
226 };
227
228 /* for encoding cft->private value on file */
229 enum res_type {
230         _MEM,
231         _MEMSWAP,
232         _OOM_TYPE,
233         _KMEM,
234 };
235
236 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
237 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
238 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
239 /* Used for OOM nofiier */
240 #define OOM_CONTROL             (0)
241
242 /*
243  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
244  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
245  * appearing has to hold it as well.
246  */
247 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
248
249 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
250 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
251 {
252         if (!memcg)
253                 memcg = root_mem_cgroup;
254         return &memcg->vmpressure;
255 }
256
257 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
258 {
259         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
260 }
261
262 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
263 {
264         return (memcg == root_mem_cgroup);
265 }
266
267 /*
268  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
269  * an unsigned short.
270  */
271 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
272
273 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
274 {
275         return memcg->id.id;
276 }
277
278 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
279 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
280
281 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
282 {
283         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
284                 struct mem_cgroup *memcg;
285                 struct cg_proto *cg_proto;
286
287                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
288
289                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
290                  * filled. It won't however, necessarily happen from
291                  * process context. So the test for root memcg given
292                  * the current task's memcg won't help us in this case.
293                  *
294                  * Respecting the original socket's memcg is a better
295                  * decision in this case.
296                  */
297                 if (sk->sk_cgrp) {
298                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
299                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
300                         return;
301                 }
302
303                 rcu_read_lock();
304                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
305                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
306                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
307                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
308                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
309                 }
310                 rcu_read_unlock();
311         }
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
314
315 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
316 {
317         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
318                 struct mem_cgroup *memcg;
319                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
320                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
321                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
322         }
323 }
324
325 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
326 {
327         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
328                 return NULL;
329
330         return &memcg->tcp_mem;
331 }
332 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
333
334 #endif
335
336 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
337 /*
338  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
339  * The main reason for not using cgroup id for this:
340  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
341  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
342  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
343  *  200 entry array for that.
344  *
345  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
346  * will double each time we have to increase it.
347  */
348 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
349 int memcg_nr_cache_ids;
350
351 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
352 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
353
354 void memcg_get_cache_ids(void)
355 {
356         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
357 }
358
359 void memcg_put_cache_ids(void)
360 {
361         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
362 }
363
364 /*
365  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
366  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
367  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
368  * tunable, but that is strictly not necessary.
369  *
370  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
371  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
372  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
373  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
374  * increase ours as well if it increases.
375  */
376 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
377 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
378
379 /*
380  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
381  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
382  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
383  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
384  */
385 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
386 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
387
388 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
389
390 static struct mem_cgroup_per_zone *
391 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
392 {
393         int nid = zone_to_nid(zone);
394         int zid = zone_idx(zone);
395
396         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
397 }
398
399 /**
400  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
401  * @page: page of interest
402  *
403  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
404  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
405  * until it is released.
406  *
407  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
408  * is returned.
409  *
410  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
411  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
412  * association before @page is released even on the default hierarchy;
413  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
414  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
415  * actually true.
416  */
417 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
418 {
419         struct mem_cgroup *memcg;
420
421         rcu_read_lock();
422
423         memcg = page->mem_cgroup;
424
425         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
426                 memcg = root_mem_cgroup;
427
428         rcu_read_unlock();
429         return &memcg->css;
430 }
431
432 /**
433  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
434  * @page: the page
435  *
436  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
437  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
438  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
439  *
440  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
441  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
442  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
443  * do not care (such as procfs interfaces).
444  */
445 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
446 {
447         struct mem_cgroup *memcg;
448         unsigned long ino = 0;
449
450         rcu_read_lock();
451         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
452         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
453                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
454         if (memcg)
455                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
456         rcu_read_unlock();
457         return ino;
458 }
459
460 static struct mem_cgroup_per_zone *
461 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
462 {
463         int nid = page_to_nid(page);
464         int zid = page_zonenum(page);
465
466         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
467 }
468
469 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
470 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
471 {
472         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
473 }
474
475 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
476 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
477 {
478         int nid = page_to_nid(page);
479         int zid = page_zonenum(page);
480
481         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
482 }
483
484 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
485                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
486                                          unsigned long new_usage_in_excess)
487 {
488         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
489         struct rb_node *parent = NULL;
490         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
491
492         if (mz->on_tree)
493                 return;
494
495         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
496         if (!mz->usage_in_excess)
497                 return;
498         while (*p) {
499                 parent = *p;
500                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
501                                         tree_node);
502                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
503                         p = &(*p)->rb_left;
504                 /*
505                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
506                  * limit by the same amount
507                  */
508                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
509                         p = &(*p)->rb_right;
510         }
511         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
512         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = true;
514 }
515
516 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
517                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
518 {
519         if (!mz->on_tree)
520                 return;
521         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
522         mz->on_tree = false;
523 }
524
525 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
526                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
527 {
528         unsigned long flags;
529
530         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
531         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
532         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
533 }
534
535 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
536 {
537         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
538         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
539         unsigned long excess = 0;
540
541         if (nr_pages > soft_limit)
542                 excess = nr_pages - soft_limit;
543
544         return excess;
545 }
546
547 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
548 {
549         unsigned long excess;
550         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
551         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
552
553         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
554         /*
555          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
556          * because their event counter is not touched.
557          */
558         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
559                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
560                 excess = soft_limit_excess(memcg);
561                 /*
562                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
563                  * mem is over its softlimit.
564                  */
565                 if (excess || mz->on_tree) {
566                         unsigned long flags;
567
568                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
569                         /* if on-tree, remove it */
570                         if (mz->on_tree)
571                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
572                         /*
573                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
574                          * If excess is 0, no tree ops.
575                          */
576                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
577                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
578                 }
579         }
580 }
581
582 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
583 {
584         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
585         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
586         int nid, zid;
587
588         for_each_node(nid) {
589                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
590                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
591                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
592                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
593                 }
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_zone *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
599 {
600         struct rb_node *rightmost = NULL;
601         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
602
603 retry:
604         mz = NULL;
605         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
606         if (!rightmost)
607                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
608
609         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
610         /*
611          * Remove the node now but someone else can add it back,
612          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
613          * position in the tree.
614          */
615         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
616         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
617             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
618                 goto retry;
619 done:
620         return mz;
621 }
622
623 static struct mem_cgroup_per_zone *
624 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
625 {
626         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
627
628         spin_lock_irq(&mctz->lock);
629         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
630         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
631         return mz;
632 }
633
634 /*
635  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
636  *
637  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
638  *
639  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
640  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
641  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
642  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
643  *
644  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
645  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
646  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
647  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
648  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
649  *
650  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
651  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
652  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
653  * implemented.
654  */
655 static unsigned long
656 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
657 {
658         long val = 0;
659         int cpu;
660
661         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
662         for_each_possible_cpu(cpu)
663                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
664         /*
665          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
666          * transient negative values.
667          */
668         if (val < 0)
669                 val = 0;
670         return val;
671 }
672
673 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
674                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
675 {
676         unsigned long val = 0;
677         int cpu;
678
679         for_each_possible_cpu(cpu)
680                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
681         return val;
682 }
683
684 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
685                                          struct page *page,
686                                          int nr_pages)
687 {
688         /*
689          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
690          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
691          */
692         if (PageAnon(page))
693                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
694                                 nr_pages);
695         else
696                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
697                                 nr_pages);
698
699         if (PageTransHuge(page))
700                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
701                                 nr_pages);
702
703         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
704         if (nr_pages > 0)
705                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
706         else {
707                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
708                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
709         }
710
711         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
712 }
713
714 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
715                                                   int nid,
716                                                   unsigned int lru_mask)
717 {
718         unsigned long nr = 0;
719         int zid;
720
721         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
722
723         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
724                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
725                 enum lru_list lru;
726
727                 for_each_lru(lru) {
728                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
729                                 continue;
730                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
731                         nr += mz->lru_size[lru];
732                 }
733         }
734         return nr;
735 }
736
737 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
738                         unsigned int lru_mask)
739 {
740         unsigned long nr = 0;
741         int nid;
742
743         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
744                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
745         return nr;
746 }
747
748 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
749                                        enum mem_cgroup_events_target target)
750 {
751         unsigned long val, next;
752
753         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
754         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
755         /* from time_after() in jiffies.h */
756         if ((long)next - (long)val < 0) {
757                 switch (target) {
758                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
759                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
760                         break;
761                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
762                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
763                         break;
764                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
765                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
766                         break;
767                 default:
768                         break;
769                 }
770                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
771                 return true;
772         }
773         return false;
774 }
775
776 /*
777  * Check events in order.
778  *
779  */
780 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
781 {
782         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
783         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
784                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
785                 bool do_softlimit;
786                 bool do_numainfo __maybe_unused;
787
788                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
789                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
790 #if MAX_NUMNODES > 1
791                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
792                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
793 #endif
794                 mem_cgroup_threshold(memcg);
795                 if (unlikely(do_softlimit))
796                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
797 #if MAX_NUMNODES > 1
798                 if (unlikely(do_numainfo))
799                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
800 #endif
801         }
802 }
803
804 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
805 {
806         /*
807          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
808          * if it races with swapoff, page migration, etc.
809          * So this can be called with p == NULL.
810          */
811         if (unlikely(!p))
812                 return NULL;
813
814         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
815 }
816 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
817
818 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
819 {
820         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
821
822         rcu_read_lock();
823         do {
824                 /*
825                  * Page cache insertions can happen withou an
826                  * actual mm context, e.g. during disk probing
827                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
828                  */
829                 if (unlikely(!mm))
830                         memcg = root_mem_cgroup;
831                 else {
832                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
833                         if (unlikely(!memcg))
834                                 memcg = root_mem_cgroup;
835                 }
836         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
837         rcu_read_unlock();
838         return memcg;
839 }
840
841 /**
842  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
843  * @root: hierarchy root
844  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
845  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
846  *
847  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
848  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
849  *
850  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
851  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
852  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
853  *
854  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
855  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
856  * reclaimers operating on the same zone and priority.
857  */
858 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
859                                    struct mem_cgroup *prev,
860                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
861 {
862         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
863         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
864         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
865         struct mem_cgroup *pos = NULL;
866
867         if (mem_cgroup_disabled())
868                 return NULL;
869
870         if (!root)
871                 root = root_mem_cgroup;
872
873         if (prev && !reclaim)
874                 pos = prev;
875
876         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
877                 if (prev)
878                         goto out;
879                 return root;
880         }
881
882         rcu_read_lock();
883
884         if (reclaim) {
885                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
886
887                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
888                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
889
890                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
891                         goto out_unlock;
892
893                 while (1) {
894                         pos = READ_ONCE(iter->position);
895                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
896                                 break;
897                         /*
898                          * css reference reached zero, so iter->position will
899                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
900                          * rely on this happening soon, because ->css_released
901                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
902                          * might block it. So we clear iter->position right
903                          * away.
904                          */
905                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
906                 }
907         }
908
909         if (pos)
910                 css = &pos->css;
911
912         for (;;) {
913                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
914                 if (!css) {
915                         /*
916                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
917                          * new one might jump in right at the end of
918                          * the hierarchy - make sure they see at least
919                          * one group and restart from the beginning.
920                          */
921                         if (!prev)
922                                 continue;
923                         break;
924                 }
925
926                 /*
927                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
928                  * is provided by the caller, so we know it's alive
929                  * and kicking, and don't take an extra reference.
930                  */
931                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
932
933                 if (css == &root->css)
934                         break;
935
936                 if (css_tryget(css)) {
937                         /*
938                          * Make sure the memcg is initialized:
939                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
940                          * initialization against setting the flag.
941                          */
942                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
943                                 break;
944
945                         css_put(css);
946                 }
947
948                 memcg = NULL;
949         }
950
951         if (reclaim) {
952                 /*
953                  * The position could have already been updated by a competing
954                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
955                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
956                  */
957                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
958
959                 if (pos)
960                         css_put(&pos->css);
961
962                 if (!memcg)
963                         iter->generation++;
964                 else if (!prev)
965                         reclaim->generation = iter->generation;
966         }
967
968 out_unlock:
969         rcu_read_unlock();
970 out:
971         if (prev && prev != root)
972                 css_put(&prev->css);
973
974         return memcg;
975 }
976
977 /**
978  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
979  * @root: hierarchy root
980  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
981  */
982 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
983                            struct mem_cgroup *prev)
984 {
985         if (!root)
986                 root = root_mem_cgroup;
987         if (prev && prev != root)
988                 css_put(&prev->css);
989 }
990
991 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
992 {
993         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
994         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
995         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
996         int nid, zid;
997         int i;
998
999         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
1000                 for_each_node(nid) {
1001                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
1002                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
1003                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1004                                         iter = &mz->iter[i];
1005                                         cmpxchg(&iter->position,
1006                                                 dead_memcg, NULL);
1007                                 }
1008                         }
1009                 }
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1015  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1016  * be used for reference counting.
1017  */
1018 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1019         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1020              iter != NULL;                              \
1021              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1022
1023 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1024         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1025              iter != NULL;                              \
1026              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1027
1028 /**
1029  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1030  * @zone: zone of the wanted lruvec
1031  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1032  *
1033  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1034  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1035  * is disabled.
1036  */
1037 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1038                                       struct mem_cgroup *memcg)
1039 {
1040         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1041         struct lruvec *lruvec;
1042
1043         if (mem_cgroup_disabled()) {
1044                 lruvec = &zone->lruvec;
1045                 goto out;
1046         }
1047
1048         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1049         lruvec = &mz->lruvec;
1050 out:
1051         /*
1052          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1053          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1054          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1055          */
1056         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1057                 lruvec->zone = zone;
1058         return lruvec;
1059 }
1060
1061 /**
1062  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1063  * @page: the page
1064  * @zone: zone of the page
1065  *
1066  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1067  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1068  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1069  */
1070 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1071 {
1072         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1073         struct mem_cgroup *memcg;
1074         struct lruvec *lruvec;
1075
1076         if (mem_cgroup_disabled()) {
1077                 lruvec = &zone->lruvec;
1078                 goto out;
1079         }
1080
1081         memcg = page->mem_cgroup;
1082         /*
1083          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1084          * possibly migrated - before they are charged.
1085          */
1086         if (!memcg)
1087                 memcg = root_mem_cgroup;
1088
1089         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1090         lruvec = &mz->lruvec;
1091 out:
1092         /*
1093          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1094          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1095          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1096          */
1097         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1098                 lruvec->zone = zone;
1099         return lruvec;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1104  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1105  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1106  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1107  *
1108  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1109  * lru list.
1110  */
1111 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1112                                 int nr_pages)
1113 {
1114         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1115         unsigned long *lru_size;
1116
1117         if (mem_cgroup_disabled())
1118                 return;
1119
1120         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1121         lru_size = mz->lru_size + lru;
1122         *lru_size += nr_pages;
1123         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1124 }
1125
1126 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1127 {
1128         struct mem_cgroup *task_memcg;
1129         struct task_struct *p;
1130         bool ret;
1131
1132         p = find_lock_task_mm(task);
1133         if (p) {
1134                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1135                 task_unlock(p);
1136         } else {
1137                 /*
1138                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1139                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1140                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1141                  */
1142                 rcu_read_lock();
1143                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1144                 css_get(&task_memcg->css);
1145                 rcu_read_unlock();
1146         }
1147         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1148         css_put(&task_memcg->css);
1149         return ret;
1150 }
1151
1152 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1153         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1154
1155 /**
1156  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1157  * @memcg: the memory cgroup
1158  *
1159  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1160  * pages.
1161  */
1162 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1163 {
1164         unsigned long margin = 0;
1165         unsigned long count;
1166         unsigned long limit;
1167
1168         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1169         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1170         if (count < limit)
1171                 margin = limit - count;
1172
1173         if (do_swap_account) {
1174                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1175                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1176                 if (count <= limit)
1177                         margin = min(margin, limit - count);
1178         }
1179
1180         return margin;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1185  *
1186  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1187  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1188  * caused by "move".
1189  */
1190 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1191 {
1192         struct mem_cgroup *from;
1193         struct mem_cgroup *to;
1194         bool ret = false;
1195         /*
1196          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1197          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1198          */
1199         spin_lock(&mc.lock);
1200         from = mc.from;
1201         to = mc.to;
1202         if (!from)
1203                 goto unlock;
1204
1205         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1206                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1207 unlock:
1208         spin_unlock(&mc.lock);
1209         return ret;
1210 }
1211
1212 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1213 {
1214         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1215                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1216                         DEFINE_WAIT(wait);
1217                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1218                         /* moving charge context might have finished. */
1219                         if (mc.moving_task)
1220                                 schedule();
1221                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1222                         return true;
1223                 }
1224         }
1225         return false;
1226 }
1227
1228 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1229 /**
1230  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1231  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1232  * @p: Task that is going to be killed
1233  *
1234  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1235  * enabled
1236  */
1237 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1238 {
1239         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1240         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1241         struct mem_cgroup *iter;
1242         unsigned int i;
1243
1244         mutex_lock(&oom_info_lock);
1245         rcu_read_lock();
1246
1247         if (p) {
1248                 pr_info("Task in ");
1249                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1250                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1251         } else {
1252                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1253         }
1254
1255         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1256         pr_cont("\n");
1257
1258         rcu_read_unlock();
1259
1260         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1261                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1262                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1263         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1264                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1265                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1266         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1267                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1268                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1269
1270         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1271                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1272                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1273                 pr_cont(":");
1274
1275                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1276                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1277                                 continue;
1278                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1279                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1280                 }
1281
1282                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1283                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1284                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1285
1286                 pr_cont("\n");
1287         }
1288         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1289 }
1290
1291 /*
1292  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1293  * 1(self count) if no children.
1294  */
1295 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1296 {
1297         int num = 0;
1298         struct mem_cgroup *iter;
1299
1300         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1301                 num++;
1302         return num;
1303 }
1304
1305 /*
1306  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1307  */
1308 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1309 {
1310         unsigned long limit;
1311
1312         limit = memcg->memory.limit;
1313         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1314                 unsigned long memsw_limit;
1315
1316                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1317                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1318         }
1319         return limit;
1320 }
1321
1322 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1323                                      int order)
1324 {
1325         struct oom_control oc = {
1326                 .zonelist = NULL,
1327                 .nodemask = NULL,
1328                 .gfp_mask = gfp_mask,
1329                 .order = order,
1330         };
1331         struct mem_cgroup *iter;
1332         unsigned long chosen_points = 0;
1333         unsigned long totalpages;
1334         unsigned int points = 0;
1335         struct task_struct *chosen = NULL;
1336
1337         mutex_lock(&oom_lock);
1338
1339         /*
1340          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1341          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1342          * quickly exit and free its memory.
1343          */
1344         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1345                 mark_oom_victim(current);
1346                 goto unlock;
1347         }
1348
1349         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1350         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1351         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1352                 struct css_task_iter it;
1353                 struct task_struct *task;
1354
1355                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1356                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1357                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1358                         case OOM_SCAN_SELECT:
1359                                 if (chosen)
1360                                         put_task_struct(chosen);
1361                                 chosen = task;
1362                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1363                                 get_task_struct(chosen);
1364                                 /* fall through */
1365                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1366                                 continue;
1367                         case OOM_SCAN_ABORT:
1368                                 css_task_iter_end(&it);
1369                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1370                                 if (chosen)
1371                                         put_task_struct(chosen);
1372                                 goto unlock;
1373                         case OOM_SCAN_OK:
1374                                 break;
1375                         };
1376                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1377                         if (!points || points < chosen_points)
1378                                 continue;
1379                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1380                         if (points == chosen_points &&
1381                             thread_group_leader(chosen))
1382                                 continue;
1383
1384                         if (chosen)
1385                                 put_task_struct(chosen);
1386                         chosen = task;
1387                         chosen_points = points;
1388                         get_task_struct(chosen);
1389                 }
1390                 css_task_iter_end(&it);
1391         }
1392
1393         if (chosen) {
1394                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1395                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1396                                  "Memory cgroup out of memory");
1397         }
1398 unlock:
1399         mutex_unlock(&oom_lock);
1400         return chosen;
1401 }
1402
1403 #if MAX_NUMNODES > 1
1404
1405 /**
1406  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1407  * @memcg: the target memcg
1408  * @nid: the node ID to be checked.
1409  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1410  *
1411  * This function returns whether the specified memcg contains any
1412  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1413  * pages in the node.
1414  */
1415 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1416                 int nid, bool noswap)
1417 {
1418         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1419                 return true;
1420         if (noswap || !total_swap_pages)
1421                 return false;
1422         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1423                 return true;
1424         return false;
1425
1426 }
1427
1428 /*
1429  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1430  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1431  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1432  *
1433  */
1434 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         int nid;
1437         /*
1438          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1439          * pagein/pageout changes since the last update.
1440          */
1441         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1442                 return;
1443         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1444                 return;
1445
1446         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1447         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1448
1449         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1450
1451                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1452                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1453         }
1454
1455         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1456         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1457 }
1458
1459 /*
1460  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1461  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1462  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1463  *
1464  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1465  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1466  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1467  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1468  *
1469  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1470  */
1471 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         int node;
1474
1475         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1476         node = memcg->last_scanned_node;
1477
1478         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1479         if (node == MAX_NUMNODES)
1480                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1481         /*
1482          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1483          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1484          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1485          * we use curret node.
1486          */
1487         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1488                 node = numa_node_id();
1489
1490         memcg->last_scanned_node = node;
1491         return node;
1492 }
1493 #else
1494 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1495 {
1496         return 0;
1497 }
1498 #endif
1499
1500 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1501                                    struct zone *zone,
1502                                    gfp_t gfp_mask,
1503                                    unsigned long *total_scanned)
1504 {
1505         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1506         int total = 0;
1507         int loop = 0;
1508         unsigned long excess;
1509         unsigned long nr_scanned;
1510         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1511                 .zone = zone,
1512                 .priority = 0,
1513         };
1514
1515         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1516
1517         while (1) {
1518                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1519                 if (!victim) {
1520                         loop++;
1521                         if (loop >= 2) {
1522                                 /*
1523                                  * If we have not been able to reclaim
1524                                  * anything, it might because there are
1525                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1526                                  */
1527                                 if (!total)
1528                                         break;
1529                                 /*
1530                                  * We want to do more targeted reclaim.
1531                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1532                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1533                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1534                                  */
1535                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1536                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1537                                         break;
1538                         }
1539                         continue;
1540                 }
1541                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1542                                                      zone, &nr_scanned);
1543                 *total_scanned += nr_scanned;
1544                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1545                         break;
1546         }
1547         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1548         return total;
1549 }
1550
1551 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1552 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1553         .name = "memcg_oom_lock",
1554 };
1555 #endif
1556
1557 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1558
1559 /*
1560  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1561  * If someone is running, return false.
1562  */
1563 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1566
1567         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1568
1569         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1570                 if (iter->oom_lock) {
1571                         /*
1572                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1573                          * so we cannot give a lock.
1574                          */
1575                         failed = iter;
1576                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1577                         break;
1578                 } else
1579                         iter->oom_lock = true;
1580         }
1581
1582         if (failed) {
1583                 /*
1584                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1585                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1586                  */
1587                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1588                         if (iter == failed) {
1589                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1590                                 break;
1591                         }
1592                         iter->oom_lock = false;
1593                 }
1594         } else
1595                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1596
1597         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1598
1599         return !failed;
1600 }
1601
1602 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1603 {
1604         struct mem_cgroup *iter;
1605
1606         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1607         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1608         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1609                 iter->oom_lock = false;
1610         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1611 }
1612
1613 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1614 {
1615         struct mem_cgroup *iter;
1616
1617         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1618         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1619                 iter->under_oom++;
1620         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1621 }
1622
1623 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1624 {
1625         struct mem_cgroup *iter;
1626
1627         /*
1628          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1629          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1630          */
1631         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1632         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1633                 if (iter->under_oom > 0)
1634                         iter->under_oom--;
1635         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1636 }
1637
1638 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1639
1640 struct oom_wait_info {
1641         struct mem_cgroup *memcg;
1642         wait_queue_t    wait;
1643 };
1644
1645 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1646         unsigned mode, int sync, void *arg)
1647 {
1648         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1649         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1650         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1651
1652         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1653         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1654
1655         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1656             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1657                 return 0;
1658         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1659 }
1660
1661 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1662 {
1663         /*
1664          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1665          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1666          * this function is called as a result of userland actions
1667          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1668          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1669          * triggering notification.
1670          */
1671         if (memcg && memcg->under_oom)
1672                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1673 }
1674
1675 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1676 {
1677         if (!current->memcg_may_oom)
1678                 return;
1679         /*
1680          * We are in the middle of the charge context here, so we
1681          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1682          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1683          *
1684          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1685          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1686          * invocation might not even be necessary.
1687          *
1688          * That's why we don't do anything here except remember the
1689          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1690          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1691          * and when we know whether the fault was overall successful.
1692          */
1693         css_get(&memcg->css);
1694         current->memcg_in_oom = memcg;
1695         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1696         current->memcg_oom_order = order;
1697 }
1698
1699 /**
1700  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1701  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1702  *
1703  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1704  * handler was enabled.
1705  *
1706  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1707  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1708  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1709  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1710  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1711  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1712  *
1713  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1714  * completed, %false otherwise.
1715  */
1716 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1717 {
1718         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1719         struct oom_wait_info owait;
1720         bool locked;
1721
1722         /* OOM is global, do not handle */
1723         if (!memcg)
1724                 return false;
1725
1726         if (!handle || oom_killer_disabled)
1727                 goto cleanup;
1728
1729         owait.memcg = memcg;
1730         owait.wait.flags = 0;
1731         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1732         owait.wait.private = current;
1733         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1734
1735         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1736         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1737
1738         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1739
1740         if (locked)
1741                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1742
1743         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1744                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1745                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1746                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1747                                          current->memcg_oom_order);
1748         } else {
1749                 schedule();
1750                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1751                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1752         }
1753
1754         if (locked) {
1755                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1756                 /*
1757                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1758                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1759                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1760                  */
1761                 memcg_oom_recover(memcg);
1762         }
1763 cleanup:
1764         current->memcg_in_oom = NULL;
1765         css_put(&memcg->css);
1766         return true;
1767 }
1768
1769 /**
1770  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1771  * @page: page that is going to change accounted state
1772  *
1773  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1774  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1775  * being moved to another memcg:
1776  *
1777  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1778  *   if (TestClearPageState(page))
1779  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1780  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1781  */
1782 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1783 {
1784         struct mem_cgroup *memcg;
1785         unsigned long flags;
1786
1787         /*
1788          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1789          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1790          * because page moving starts with an RCU grace period.
1791          *
1792          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1793          * the page state that is going to change is the only thing
1794          * preventing the page from being uncharged.
1795          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1796          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1797          * account transaction might be complete.
1798          */
1799         rcu_read_lock();
1800
1801         if (mem_cgroup_disabled())
1802                 return NULL;
1803 again:
1804         memcg = page->mem_cgroup;
1805         if (unlikely(!memcg))
1806                 return NULL;
1807
1808         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1809                 return memcg;
1810
1811         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1812         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1813                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1814                 goto again;
1815         }
1816
1817         /*
1818          * When charge migration first begins, we can have locked and
1819          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1820          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1821          */
1822         memcg->move_lock_task = current;
1823         memcg->move_lock_flags = flags;
1824
1825         return memcg;
1826 }
1827 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1828
1829 /**
1830  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1831  * @memcg: the memcg that was accounted against
1832  */
1833 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1834 {
1835         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1836                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1837
1838                 memcg->move_lock_task = NULL;
1839                 memcg->move_lock_flags = 0;
1840
1841                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1842         }
1843
1844         rcu_read_unlock();
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1847
1848 /*
1849  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1850  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1851  */
1852 #define CHARGE_BATCH    32U
1853 struct memcg_stock_pcp {
1854         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1855         unsigned int nr_pages;
1856         struct work_struct work;
1857         unsigned long flags;
1858 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1859 };
1860 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1861 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1862
1863 /**
1864  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1865  * @memcg: memcg to consume from.
1866  * @nr_pages: how many pages to charge.
1867  *
1868  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1869  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1870  * service an allocation will refill the stock.
1871  *
1872  * returns true if successful, false otherwise.
1873  */
1874 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1875 {
1876         struct memcg_stock_pcp *stock;
1877         bool ret = false;
1878
1879         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1880                 return ret;
1881
1882         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1883         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1884                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1885                 ret = true;
1886         }
1887         put_cpu_var(memcg_stock);
1888         return ret;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1893  */
1894 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1895 {
1896         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1897
1898         if (stock->nr_pages) {
1899                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1900                 if (do_swap_account)
1901                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1902                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1903                 stock->nr_pages = 0;
1904         }
1905         stock->cached = NULL;
1906 }
1907
1908 /*
1909  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1910  * a thread which is pinned to local cpu.
1911  */
1912 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1913 {
1914         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1915         drain_stock(stock);
1916         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1921  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1922  */
1923 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1924 {
1925         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1926
1927         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1928                 drain_stock(stock);
1929                 stock->cached = memcg;
1930         }
1931         stock->nr_pages += nr_pages;
1932         put_cpu_var(memcg_stock);
1933 }
1934
1935 /*
1936  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1937  * of the hierarchy under it.
1938  */
1939 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1940 {
1941         int cpu, curcpu;
1942
1943         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1944         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1945                 return;
1946         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1947         get_online_cpus();
1948         curcpu = get_cpu();
1949         for_each_online_cpu(cpu) {
1950                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1951                 struct mem_cgroup *memcg;
1952
1953                 memcg = stock->cached;
1954                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1955                         continue;
1956                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1957                         continue;
1958                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1959                         if (cpu == curcpu)
1960                                 drain_local_stock(&stock->work);
1961                         else
1962                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1963                 }
1964         }
1965         put_cpu();
1966         put_online_cpus();
1967         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1968 }
1969
1970 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1971                                         unsigned long action,
1972                                         void *hcpu)
1973 {
1974         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1975         struct memcg_stock_pcp *stock;
1976
1977         if (action == CPU_ONLINE)
1978                 return NOTIFY_OK;
1979
1980         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1981                 return NOTIFY_OK;
1982
1983         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1984         drain_stock(stock);
1985         return NOTIFY_OK;
1986 }
1987
1988 /*
1989  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1990  * and reclaims memory over the high limit.
1991  */
1992 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1993 {
1994         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1995         struct mem_cgroup *memcg, *pos;
1996
1997         if (likely(!nr_pages))
1998                 return;
1999
2000         pos = memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2001
2002         do {
2003                 if (page_counter_read(&pos->memory) <= pos->high)
2004                         continue;
2005                 mem_cgroup_events(pos, MEMCG_HIGH, 1);
2006                 try_to_free_mem_cgroup_pages(pos, nr_pages, GFP_KERNEL, true);
2007         } while ((pos = parent_mem_cgroup(pos)));
2008
2009         css_put(&memcg->css);
2010         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2011 }
2012
2013 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2014                       unsigned int nr_pages)
2015 {
2016         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2017         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2018         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2019         struct page_counter *counter;
2020         unsigned long nr_reclaimed;
2021         bool may_swap = true;
2022         bool drained = false;
2023
2024         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2025                 return 0;
2026 retry:
2027         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2028                 return 0;
2029
2030         if (!do_swap_account ||
2031             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2032                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2033                         goto done_restock;
2034                 if (do_swap_account)
2035                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2036                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2037         } else {
2038                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2039                 may_swap = false;
2040         }
2041
2042         if (batch > nr_pages) {
2043                 batch = nr_pages;
2044                 goto retry;
2045         }
2046
2047         /*
2048          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2049          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2050          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2051          * free their memory.
2052          */
2053         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2054                      fatal_signal_pending(current) ||
2055                      current->flags & PF_EXITING))
2056                 goto force;
2057
2058         /*
2059          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2060          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2061          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2062          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2063          */
2064         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2065                 goto force;
2066
2067         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2068                 goto nomem;
2069
2070         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2071                 goto nomem;
2072
2073         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2074
2075         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2076                                                     gfp_mask, may_swap);
2077
2078         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2079                 goto retry;
2080
2081         if (!drained) {
2082                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2083                 drained = true;
2084                 goto retry;
2085         }
2086
2087         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2088                 goto nomem;
2089         /*
2090          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2091          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2092          * before killing the task.
2093          *
2094          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2095          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2096          * to regular pages anyway in case of failure.
2097          */
2098         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2099                 goto retry;
2100         /*
2101          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2102          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2103          */
2104         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2105                 goto retry;
2106
2107         if (nr_retries--)
2108                 goto retry;
2109
2110         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2111                 goto force;
2112
2113         if (fatal_signal_pending(current))
2114                 goto force;
2115
2116         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2117
2118         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2119                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2120 nomem:
2121         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2122                 return -ENOMEM;
2123 force:
2124         /*
2125          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2126          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2127          * temporarily by force charging it.
2128          */
2129         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2130         if (do_swap_account)
2131                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2132         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2133
2134         return 0;
2135
2136 done_restock:
2137         css_get_many(&memcg->css, batch);
2138         if (batch > nr_pages)
2139                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2140
2141         /*
2142          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2143          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2144          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2145          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2146          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2147          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2148          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2149          */
2150         do {
2151                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2152                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2153                         set_notify_resume(current);
2154                         break;
2155                 }
2156         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2157
2158         return 0;
2159 }
2160
2161 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2162 {
2163         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2164                 return;
2165
2166         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2167         if (do_swap_account)
2168                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2169
2170         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2171 }
2172
2173 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2174 {
2175         struct zone *zone = page_zone(page);
2176
2177         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2178         if (PageLRU(page)) {
2179                 struct lruvec *lruvec;
2180
2181                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2182                 ClearPageLRU(page);
2183                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2184                 *isolated = 1;
2185         } else
2186                 *isolated = 0;
2187 }
2188
2189 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2190 {
2191         struct zone *zone = page_zone(page);
2192
2193         if (isolated) {
2194                 struct lruvec *lruvec;
2195
2196                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2197                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2198                 SetPageLRU(page);
2199                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2200         }
2201         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2202 }
2203
2204 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2205                           bool lrucare)
2206 {
2207         int isolated;
2208
2209         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2210
2211         /*
2212          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2213          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2214          */
2215         if (lrucare)
2216                 lock_page_lru(page, &isolated);
2217
2218         /*
2219          * Nobody should be changing or seriously looking at
2220          * page->mem_cgroup at this point:
2221          *
2222          * - the page is uncharged
2223          *
2224          * - the page is off-LRU
2225          *
2226          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2227          *   a locked page table
2228          *
2229          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2230          *   have the page locked
2231          */
2232         page->mem_cgroup = memcg;
2233
2234         if (lrucare)
2235                 unlock_page_lru(page, isolated);
2236 }
2237
2238 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2239 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2240 {
2241         int id, size;
2242         int err;
2243
2244         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2245                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2246         if (id < 0)
2247                 return id;
2248
2249         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2250                 return id;
2251
2252         /*
2253          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2254          * so we have to grow them.
2255          */
2256         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2257
2258         size = 2 * (id + 1);
2259         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2260                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2261         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2262                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2263
2264         err = memcg_update_all_caches(size);
2265         if (!err)
2266                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2267         if (!err)
2268                 memcg_nr_cache_ids = size;
2269
2270         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2271
2272         if (err) {
2273                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2274                 return err;
2275         }
2276         return id;
2277 }
2278
2279 static void memcg_free_cache_id(int id)
2280 {
2281         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2282 }
2283
2284 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct kmem_cache *cachep;
2287         struct work_struct work;
2288 };
2289
2290 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2291 {
2292         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2293                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2294         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2295         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2296
2297         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2298
2299         css_put(&memcg->css);
2300         kfree(cw);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2305  */
2306 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2307                                                struct kmem_cache *cachep)
2308 {
2309         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2310
2311         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2312         if (!cw)
2313                 return;
2314
2315         css_get(&memcg->css);
2316
2317         cw->memcg = memcg;
2318         cw->cachep = cachep;
2319         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2320
2321         schedule_work(&cw->work);
2322 }
2323
2324 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2325                                              struct kmem_cache *cachep)
2326 {
2327         /*
2328          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2329          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2330          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2331          *
2332          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2333          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2334          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2335          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2336          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2337          */
2338         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2339         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2340         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2345  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2346  *
2347  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2348  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2349  * in a workqueue.
2350  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2351  * the original cache.
2352  *
2353  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2354  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2355  */
2356 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2357 {
2358         struct mem_cgroup *memcg;
2359         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2360         int kmemcg_id;
2361
2362         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2363
2364         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2365                 return cachep;
2366
2367         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2368         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2369         if (kmemcg_id < 0)
2370                 goto out;
2371
2372         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2373         if (likely(memcg_cachep))
2374                 return memcg_cachep;
2375
2376         /*
2377          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2378          * context), we could be be predictable and return right away.
2379          * This would guarantee that the allocation being performed
2380          * already belongs in the new cache.
2381          *
2382          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2383          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2384          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2385          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2386          * defer everything.
2387          */
2388         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2389 out:
2390         css_put(&memcg->css);
2391         return cachep;
2392 }
2393
2394 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2395 {
2396         if (!is_root_cache(cachep))
2397                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2398 }
2399
2400 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2401                               struct mem_cgroup *memcg)
2402 {
2403         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2404         struct page_counter *counter;
2405         int ret;
2406
2407         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2408                 return 0;
2409
2410         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2411                 return -ENOMEM;
2412
2413         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2414         if (ret) {
2415                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2416                 return ret;
2417         }
2418
2419         page->mem_cgroup = memcg;
2420
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2425 {
2426         struct mem_cgroup *memcg;
2427         int ret;
2428
2429         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2430         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2431         css_put(&memcg->css);
2432         return ret;
2433 }
2434
2435 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2436 {
2437         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2438         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2439
2440         if (!memcg)
2441                 return;
2442
2443         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2444
2445         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2446         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2447         if (do_swap_account)
2448                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2449
2450         page->mem_cgroup = NULL;
2451         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2452 }
2453 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2454
2455 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2456
2457 /*
2458  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2459  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2460  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2461  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2462  */
2463 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2464 {
2465         int i;
2466
2467         if (mem_cgroup_disabled())
2468                 return;
2469
2470         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2471                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2472
2473         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2474                        HPAGE_PMD_NR);
2475 }
2476 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2477
2478 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2479 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2480                                          bool charge)
2481 {
2482         int val = (charge) ? 1 : -1;
2483         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2484 }
2485
2486 /**
2487  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2488  * @entry: swap entry to be moved
2489  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2490  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2491  *
2492  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2493  * as the mem_cgroup's id of @from.
2494  *
2495  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2496  *
2497  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2498  * both res and memsw, and called css_get().
2499  */
2500 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2501                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2502 {
2503         unsigned short old_id, new_id;
2504
2505         old_id = mem_cgroup_id(from);
2506         new_id = mem_cgroup_id(to);
2507
2508         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2509                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2510                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2511                 return 0;
2512         }
2513         return -EINVAL;
2514 }
2515 #else
2516 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2517                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2518 {
2519         return -EINVAL;
2520 }
2521 #endif
2522
2523 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2524
2525 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2526                                    unsigned long limit)
2527 {
2528         unsigned long curusage;
2529         unsigned long oldusage;
2530         bool enlarge = false;
2531         int retry_count;
2532         int ret;
2533
2534         /*
2535          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2536          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2537          * of # of children which we should visit in this loop.
2538          */
2539         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2540                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2541
2542         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2543
2544         do {
2545                 if (signal_pending(current)) {
2546                         ret = -EINTR;
2547                         break;
2548                 }
2549
2550                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2551                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2552                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2553                         ret = -EINVAL;
2554                         break;
2555                 }
2556                 if (limit > memcg->memory.limit)
2557                         enlarge = true;
2558                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2559                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2560
2561                 if (!ret)
2562                         break;
2563
2564                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2565
2566                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2567                 /* Usage is reduced ? */
2568                 if (curusage >= oldusage)
2569                         retry_count--;
2570                 else
2571                         oldusage = curusage;
2572         } while (retry_count);
2573
2574         if (!ret && enlarge)
2575                 memcg_oom_recover(memcg);
2576
2577         return ret;
2578 }
2579
2580 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2581                                          unsigned long limit)
2582 {
2583         unsigned long curusage;
2584         unsigned long oldusage;
2585         bool enlarge = false;
2586         int retry_count;
2587         int ret;
2588
2589         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2590         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2591                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2592
2593         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2594
2595         do {
2596                 if (signal_pending(current)) {
2597                         ret = -EINTR;
2598                         break;
2599                 }
2600
2601                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2602                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2603                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2604                         ret = -EINVAL;
2605                         break;
2606                 }
2607                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2608                         enlarge = true;
2609                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2610                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2611
2612                 if (!ret)
2613                         break;
2614
2615                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2616
2617                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2618                 /* Usage is reduced ? */
2619                 if (curusage >= oldusage)
2620                         retry_count--;
2621                 else
2622                         oldusage = curusage;
2623         } while (retry_count);
2624
2625         if (!ret && enlarge)
2626                 memcg_oom_recover(memcg);
2627
2628         return ret;
2629 }
2630
2631 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2632                                             gfp_t gfp_mask,
2633                                             unsigned long *total_scanned)
2634 {
2635         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2636         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2637         unsigned long reclaimed;
2638         int loop = 0;
2639         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2640         unsigned long excess;
2641         unsigned long nr_scanned;
2642
2643         if (order > 0)
2644                 return 0;
2645
2646         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2647         /*
2648          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2649          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2650          * pressure
2651          */
2652         do {
2653                 if (next_mz)
2654                         mz = next_mz;
2655                 else
2656                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2657                 if (!mz)
2658                         break;
2659
2660                 nr_scanned = 0;
2661                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2662                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2663                 nr_reclaimed += reclaimed;
2664                 *total_scanned += nr_scanned;
2665                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2666                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2667
2668                 /*
2669                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2670                  * it is time to move on to the next cgroup
2671                  */
2672                 next_mz = NULL;
2673                 if (!reclaimed)
2674                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2675
2676                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2677                 /*
2678                  * One school of thought says that we should not add
2679                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2680                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2681                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2682                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2683                  * term TODO.
2684                  */
2685                 /* If excess == 0, no tree ops */
2686                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2687                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2688                 css_put(&mz->memcg->css);
2689                 loop++;
2690                 /*
2691                  * Could not reclaim anything and there are no more
2692                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2693                  * reclaiming anything.
2694                  */
2695                 if (!nr_reclaimed &&
2696                         (next_mz == NULL ||
2697                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2698                         break;
2699         } while (!nr_reclaimed);
2700         if (next_mz)
2701                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2702         return nr_reclaimed;
2703 }
2704
2705 /*
2706  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2707  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2708  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2709  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2710  */
2711 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2712 {
2713         bool ret;
2714
2715         /*
2716          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2717          * it prevents a new child from being initialized based on this
2718          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2719          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2720          */
2721         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2722
2723         rcu_read_lock();
2724         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2725         rcu_read_unlock();
2726         return ret;
2727 }
2728
2729 /*
2730  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2731  * the rest to the parent.
2732  *
2733  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2734  */
2735 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2736 {
2737         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2738
2739         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2740         lru_add_drain_all();
2741         /* try to free all pages in this cgroup */
2742         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2743                 int progress;
2744
2745                 if (signal_pending(current))
2746                         return -EINTR;
2747
2748                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2749                                                         GFP_KERNEL, true);
2750                 if (!progress) {
2751                         nr_retries--;
2752                         /* maybe some writeback is necessary */
2753                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2754                 }
2755
2756         }
2757
2758         return 0;
2759 }
2760
2761 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2762                                             char *buf, size_t nbytes,
2763                                             loff_t off)
2764 {
2765         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2766
2767         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2768                 return -EINVAL;
2769         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2770 }
2771
2772 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2773                                      struct cftype *cft)
2774 {
2775         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2776 }
2777
2778 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2779                                       struct cftype *cft, u64 val)
2780 {
2781         int retval = 0;
2782         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2783         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2784
2785         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2786
2787         if (memcg->use_hierarchy == val)
2788                 goto out;
2789
2790         /*
2791          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2792          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2793          * occur, provided the current cgroup has no children.
2794          *
2795          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2796          * set if there are no children.
2797          */
2798         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2799                                 (val == 1 || val == 0)) {
2800                 if (!memcg_has_children(memcg))
2801                         memcg->use_hierarchy = val;
2802                 else
2803                         retval = -EBUSY;
2804         } else
2805                 retval = -EINVAL;
2806
2807 out:
2808         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2809
2810         return retval;
2811 }
2812
2813 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2814                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2815 {
2816         struct mem_cgroup *iter;
2817         unsigned long val = 0;
2818
2819         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2820                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2821
2822         return val;
2823 }
2824
2825 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2826 {
2827         unsigned long val;
2828
2829         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2830                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2831                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2832                 if (swap)
2833                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2834         } else {
2835                 if (!swap)
2836                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2837                 else
2838                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2839         }
2840         return val;
2841 }
2842
2843 enum {
2844         RES_USAGE,
2845         RES_LIMIT,
2846         RES_MAX_USAGE,
2847         RES_FAILCNT,
2848         RES_SOFT_LIMIT,
2849 };
2850
2851 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2852                                struct cftype *cft)
2853 {
2854         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2855         struct page_counter *counter;
2856
2857         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2858         case _MEM:
2859                 counter = &memcg->memory;
2860                 break;
2861         case _MEMSWAP:
2862                 counter = &memcg->memsw;
2863                 break;
2864         case _KMEM:
2865                 counter = &memcg->kmem;
2866                 break;
2867         default:
2868                 BUG();
2869         }
2870
2871         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2872         case RES_USAGE:
2873                 if (counter == &memcg->memory)
2874                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2875                 if (counter == &memcg->memsw)
2876                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2877                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2878         case RES_LIMIT:
2879                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2880         case RES_MAX_USAGE:
2881                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2882         case RES_FAILCNT:
2883                 return counter->failcnt;
2884         case RES_SOFT_LIMIT:
2885                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2886         default:
2887                 BUG();
2888         }
2889 }
2890
2891 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2892 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2893                                unsigned long nr_pages)
2894 {
2895         int err = 0;
2896         int memcg_id;
2897
2898         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2899         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2900         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2901
2902         /*
2903          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2904          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2905          * already joined.
2906          *
2907          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2908          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2909          * place, which makes the value quite meaningless.
2910          *
2911          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2912          * of course permitted.
2913          */
2914         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2915         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2916             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2917                 err = -EBUSY;
2918         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2919         if (err)
2920                 goto out;
2921
2922         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2923         if (memcg_id < 0) {
2924                 err = memcg_id;
2925                 goto out;
2926         }
2927
2928         /*
2929          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2930          * activated yet, so this should succeed.
2931          */
2932         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2933         VM_BUG_ON(err);
2934
2935         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2936         /*
2937          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2938          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2939          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2940          * patched.
2941          */
2942         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2943         memcg->kmem_acct_activated = true;
2944         memcg->kmem_acct_active = true;
2945 out:
2946         return err;
2947 }
2948
2949 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2950                                    unsigned long limit)
2951 {
2952         int ret;
2953
2954         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2955         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2956                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2957         else
2958                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2959         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2960         return ret;
2961 }
2962
2963 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2964 {
2965         int ret = 0;
2966         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2967
2968         if (!parent)
2969                 return 0;
2970
2971         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2972         /*
2973          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2974          * after this point, because it has at least one child already.
2975          */
2976         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2977                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2978         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2979         return ret;
2980 }
2981 #else
2982 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2983                                    unsigned long limit)
2984 {
2985         return -EINVAL;
2986 }
2987 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2988
2989 /*
2990  * The user of this function is...
2991  * RES_LIMIT.
2992  */
2993 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2994                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2995 {
2996         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2997         unsigned long nr_pages;
2998         int ret;
2999
3000         buf = strstrip(buf);
3001         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3002         if (ret)
3003                 return ret;
3004
3005         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3006         case RES_LIMIT:
3007                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3008                         ret = -EINVAL;
3009                         break;
3010                 }
3011                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3012                 case _MEM:
3013                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3014                         break;
3015                 case _MEMSWAP:
3016                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3017                         break;
3018                 case _KMEM:
3019                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3020                         break;
3021                 }
3022                 break;
3023         case RES_SOFT_LIMIT:
3024                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3025                 ret = 0;
3026                 break;
3027         }
3028         return ret ?: nbytes;
3029 }
3030
3031 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3032                                 size_t nbytes, loff_t off)
3033 {
3034         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3035         struct page_counter *counter;
3036
3037         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3038         case _MEM:
3039                 counter = &memcg->memory;
3040                 break;
3041         case _MEMSWAP:
3042                 counter = &memcg->memsw;
3043                 break;
3044         case _KMEM:
3045                 counter = &memcg->kmem;
3046                 break;
3047         default:
3048                 BUG();
3049         }
3050
3051         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3052         case RES_MAX_USAGE:
3053                 page_counter_reset_watermark(counter);
3054                 break;
3055         case RES_FAILCNT:
3056                 counter->failcnt = 0;
3057                 break;
3058         default:
3059                 BUG();
3060         }
3061
3062         return nbytes;
3063 }
3064
3065 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3066                                         struct cftype *cft)
3067 {
3068         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3069 }
3070
3071 #ifdef CONFIG_MMU
3072 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3073                                         struct cftype *cft, u64 val)
3074 {
3075         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3076
3077         if (val & ~MOVE_MASK)
3078                 return -EINVAL;
3079
3080         /*
3081          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3082          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3083          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3084          * affect task migrations starting after the change.
3085          */
3086         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3087         return 0;
3088 }
3089 #else
3090 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3091                                         struct cftype *cft, u64 val)
3092 {
3093         return -ENOSYS;
3094 }
3095 #endif
3096
3097 #ifdef CONFIG_NUMA
3098 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3099 {
3100         struct numa_stat {
3101                 const char *name;
3102                 unsigned int lru_mask;
3103         };
3104
3105         static const struct numa_stat stats[] = {
3106                 { "total", LRU_ALL },
3107                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3108                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3109                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3110         };
3111         const struct numa_stat *stat;
3112         int nid;
3113         unsigned long nr;
3114         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3115
3116         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3117                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3118                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3119                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3120                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3121                                                           stat->lru_mask);
3122                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3123                 }
3124                 seq_putc(m, '\n');
3125         }
3126
3127         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3128                 struct mem_cgroup *iter;
3129
3130                 nr = 0;
3131                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3132                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3133                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3134                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3135                         nr = 0;
3136                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3137                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3138                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3139                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3140                 }
3141                 seq_putc(m, '\n');
3142         }
3143
3144         return 0;
3145 }
3146 #endif /* CONFIG_NUMA */
3147
3148 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3149 {
3150         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3151         unsigned long memory, memsw;
3152         struct mem_cgroup *mi;
3153         unsigned int i;
3154
3155         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3156                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3157         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3158                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3159         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3160
3161         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3162                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3163                         continue;
3164                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3165                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3166         }
3167
3168         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3169                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3170                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3171
3172         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3173                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3174                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3175
3176         /* Hierarchical information */
3177         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3178         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3179                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3180                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3181         }
3182         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3183                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3184         if (do_swap_account)
3185                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3186                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3187
3188         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3189                 unsigned long long val = 0;
3190
3191                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3192                         continue;
3193                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3194                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3195                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3196         }
3197
3198         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3199                 unsigned long long val = 0;
3200
3201                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3202                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3203                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3204                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3205         }
3206
3207         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3208                 unsigned long long val = 0;
3209
3210                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3211                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3212                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3213         }
3214
3215 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3216         {
3217                 int nid, zid;
3218                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3219                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3220                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3221                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3222
3223                 for_each_online_node(nid)
3224                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3225                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3226                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3227
3228                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3229                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3230                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3231                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3232                         }
3233                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3234                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3235                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3236                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3237         }
3238 #endif
3239
3240         return 0;
3241 }
3242
3243 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3244                                       struct cftype *cft)
3245 {
3246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3247
3248         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3249 }
3250
3251 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3252                                        struct cftype *cft, u64 val)
3253 {
3254         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3255
3256         if (val > 100)
3257                 return -EINVAL;
3258
3259         if (css->parent)
3260                 memcg->swappiness = val;
3261         else
3262                 vm_swappiness = val;
3263
3264         return 0;
3265 }
3266
3267 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3268 {
3269         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3270         unsigned long usage;
3271         int i;
3272
3273         rcu_read_lock();
3274         if (!swap)
3275                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3276         else
3277                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3278
3279         if (!t)
3280                 goto unlock;
3281
3282         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3283
3284         /*
3285          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3286          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3287          * call of __mem_cgroup_threshold().
3288          */
3289         i = t->current_threshold;
3290
3291         /*
3292          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3293          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3294          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3295          * only one element of the array here.
3296          */
3297         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3298                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3299
3300         /* i = current_threshold + 1 */
3301         i++;
3302
3303         /*
3304          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3305          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3306          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3307          * only one element of the array here.
3308          */
3309         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3310                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3311
3312         /* Update current_threshold */
3313         t->current_threshold = i - 1;
3314 unlock:
3315         rcu_read_unlock();
3316 }
3317
3318 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3319 {
3320         while (memcg) {
3321                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3322                 if (do_swap_account)
3323                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3324
3325                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3326         }
3327 }
3328
3329 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3330 {
3331         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3332         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3333
3334         if (_a->threshold > _b->threshold)
3335                 return 1;
3336
3337         if (_a->threshold < _b->threshold)
3338                 return -1;
3339
3340         return 0;
3341 }
3342
3343 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3344 {
3345         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3346
3347         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3348
3349         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3350                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3351
3352         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3353         return 0;
3354 }
3355
3356 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3357 {
3358         struct mem_cgroup *iter;
3359
3360         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3361                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3362 }
3363
3364 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3365         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3366 {
3367         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3368         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3369         unsigned long threshold;
3370         unsigned long usage;
3371         int i, size, ret;
3372
3373         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3374         if (ret)
3375                 return ret;
3376
3377         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3378
3379         if (type == _MEM) {
3380                 thresholds = &memcg->thresholds;
3381                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3382         } else if (type == _MEMSWAP) {
3383                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3384                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3385         } else
3386                 BUG();
3387
3388         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3389         if (thresholds->primary)
3390                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3391
3392         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3393
3394         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3395         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3396                         GFP_KERNEL);
3397         if (!new) {
3398                 ret = -ENOMEM;
3399                 goto unlock;
3400         }
3401         new->size = size;
3402
3403         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3404         if (thresholds->primary) {
3405                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3406                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3407         }
3408
3409         /* Add new threshold */
3410         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3411         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3412
3413         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3414         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3415                         compare_thresholds, NULL);
3416
3417         /* Find current threshold */
3418         new->current_threshold = -1;
3419         for (i = 0; i < size; i++) {
3420                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3421                         /*
3422                          * new->current_threshold will not be used until
3423                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3424                          * it here.
3425                          */
3426                         ++new->current_threshold;
3427                 } else
3428                         break;
3429         }
3430
3431         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3432         kfree(thresholds->spare);
3433         thresholds->spare = thresholds->primary;
3434
3435         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3436
3437         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3438         synchronize_rcu();
3439
3440 unlock:
3441         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3442
3443         return ret;
3444 }
3445
3446 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3447         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3448 {
3449         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3450 }
3451
3452 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3453         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3454 {
3455         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3456 }
3457
3458 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3459         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3460 {
3461         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3462         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3463         unsigned long usage;
3464         int i, j, size;
3465
3466         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3467
3468         if (type == _MEM) {
3469                 thresholds = &memcg->thresholds;
3470                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3471         } else if (type == _MEMSWAP) {
3472                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3473                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3474         } else
3475                 BUG();
3476
3477         if (!thresholds->primary)
3478                 goto unlock;
3479
3480         /* Check if a threshold crossed before removing */
3481         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3482
3483         /* Calculate new number of threshold */
3484         size = 0;
3485         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3486                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3487                         size++;
3488         }
3489
3490         new = thresholds->spare;
3491
3492         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3493         if (!size) {
3494                 kfree(new);
3495                 new = NULL;
3496                 goto swap_buffers;
3497         }
3498
3499         new->size = size;
3500
3501         /* Copy thresholds and find current threshold */
3502         new->current_threshold = -1;
3503         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3504                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3505                         continue;
3506
3507                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3508                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3509                         /*
3510                          * new->current_threshold will not be used
3511                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3512                          * it here.
3513                          */
3514                         ++new->current_threshold;
3515                 }
3516                 j++;
3517         }
3518
3519 swap_buffers:
3520         /* Swap primary and spare array */
3521         thresholds->spare = thresholds->primary;
3522
3523         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3524
3525         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3526         synchronize_rcu();
3527
3528         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3529         if (!new) {
3530                 kfree(thresholds->spare);
3531                 thresholds->spare = NULL;
3532         }
3533 unlock:
3534         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3535 }
3536
3537 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3538         struct eventfd_ctx *eventfd)
3539 {
3540         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3541 }
3542
3543 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3544         struct eventfd_ctx *eventfd)
3545 {
3546         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3547 }
3548
3549 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3550         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3551 {
3552         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3553
3554         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3555         if (!event)
3556                 return -ENOMEM;
3557
3558         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3559
3560         event->eventfd = eventfd;
3561         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3562
3563         /* already in OOM ? */
3564         if (memcg->under_oom)
3565                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3566         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3567
3568         return 0;
3569 }
3570
3571 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3572         struct eventfd_ctx *eventfd)
3573 {
3574         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3575
3576         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3577
3578         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3579                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3580                         list_del(&ev->list);
3581                         kfree(ev);
3582                 }
3583         }
3584
3585         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3586 }
3587
3588 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3589 {
3590         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3591
3592         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3593         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3594         return 0;
3595 }
3596
3597 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3598         struct cftype *cft, u64 val)
3599 {
3600         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3601
3602         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3603         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3604                 return -EINVAL;
3605
3606         memcg->oom_kill_disable = val;
3607         if (!val)
3608                 memcg_oom_recover(memcg);
3609
3610         return 0;
3611 }
3612
3613 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3614 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3615 {
3616         int ret;
3617
3618         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3619         if (ret)
3620                 return ret;
3621
3622         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3623 }
3624
3625 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3626 {
3627         struct cgroup_subsys_state *css;
3628         struct mem_cgroup *parent, *child;
3629         int kmemcg_id;
3630
3631         if (!memcg->kmem_acct_active)
3632                 return;
3633
3634         /*
3635          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3636          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3637          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3638          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3639          */
3640         memcg->kmem_acct_active = false;
3641
3642         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3643
3644         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3645         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3646
3647         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3648         if (!parent)
3649                 parent = root_mem_cgroup;
3650
3651         /*
3652          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3653          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3654          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3655          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3656          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3657          * memcg_drain_all_list_lrus().
3658          */
3659         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3660         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3661                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3662                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3663                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3664                 if (!memcg->use_hierarchy)
3665                         break;
3666         }
3667         rcu_read_unlock();
3668
3669         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3670
3671         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3672 }
3673
3674 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3675 {
3676         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3677                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3678                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3679                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3680         }
3681         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3682 }
3683 #else
3684 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3685 {
3686         return 0;
3687 }
3688
3689 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3690 {
3691 }
3692
3693 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3694 {
3695 }
3696 #endif
3697
3698 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3699
3700 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3701 {
3702         return &memcg->cgwb_list;
3703 }
3704
3705 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3706 {
3707         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3708 }
3709
3710 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3713 }
3714
3715 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3716 {
3717         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3718 }
3719
3720 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3721 {
3722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3723
3724         if (!memcg->css.parent)
3725                 return NULL;
3726
3727         return &memcg->cgwb_domain;
3728 }
3729
3730 /**
3731  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3732  * @wb: bdi_writeback in question
3733  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3734  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3735  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3736  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3737  *
3738  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3739  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3740  * is a bit more involved.
3741  *
3742  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3743  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3744  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3745  * available memory in the system.  The caller should further cap
3746  * *@pheadroom accordingly.
3747  */
3748 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3749                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3750                          unsigned long *pwriteback)
3751 {
3752         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3753         struct mem_cgroup *parent;
3754
3755         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3756
3757         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3758         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3759         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3760                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3761         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3762
3763         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3764                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3765                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3766
3767                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3768                 memcg = parent;
3769         }
3770 }
3771
3772 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3773
3774 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3775 {
3776         return 0;
3777 }
3778
3779 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3780 {
3781 }
3782
3783 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3784 {
3785 }
3786
3787 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3788
3789 /*
3790  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3791  *
3792  * "cgroup.event_control" implementation.
3793  *
3794  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3795  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3796  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3797  *
3798  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3799  * possible.
3800  */
3801
3802 /*
3803  * Unregister event and free resources.
3804  *
3805  * Gets called from workqueue.
3806  */
3807 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3808 {
3809         struct mem_cgroup_event *event =
3810                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3811         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3812
3813         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3814
3815         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3816
3817         /* Notify userspace the event is going away. */
3818         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3819
3820         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3821         kfree(event);
3822         css_put(&memcg->css);
3823 }
3824
3825 /*
3826  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3827  *
3828  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3829  */
3830 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3831                             int sync, void *key)
3832 {
3833         struct mem_cgroup_event *event =
3834                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3835         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3836         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3837
3838         if (flags & POLLHUP) {
3839                 /*
3840                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3841                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3842                  * for us.
3843                  *
3844                  * We can't race against event freeing since the other
3845                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3846                  * which we hold.
3847                  */
3848                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3849                 if (!list_empty(&event->list)) {
3850                         list_del_init(&event->list);
3851                         /*
3852                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3853                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3854                          */
3855                         schedule_work(&event->remove);
3856                 }
3857                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3858         }
3859
3860         return 0;
3861 }
3862
3863 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3864                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3865 {
3866         struct mem_cgroup_event *event =
3867                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3868
3869         event->wqh = wqh;
3870         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3871 }
3872
3873 /*
3874  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3875  *
3876  * Parse input and register new cgroup event handler.
3877  *
3878  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3879  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3880  */
3881 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3882                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3883 {
3884         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3886         struct mem_cgroup_event *event;
3887         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3888         unsigned int efd, cfd;
3889         struct fd efile;
3890         struct fd cfile;
3891         const char *name;
3892         char *endp;
3893         int ret;
3894
3895         buf = strstrip(buf);
3896
3897         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3898         if (*endp != ' ')
3899                 return -EINVAL;
3900         buf = endp + 1;
3901
3902         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3903         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3904                 return -EINVAL;
3905         buf = endp + 1;
3906
3907         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3908         if (!event)
3909                 return -ENOMEM;
3910
3911         event->memcg = memcg;
3912         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3913         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3914         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3915         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3916
3917         efile = fdget(efd);
3918         if (!efile.file) {
3919                 ret = -EBADF;
3920                 goto out_kfree;
3921         }
3922
3923         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3924         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3925                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3926                 goto out_put_efile;
3927         }
3928
3929         cfile = fdget(cfd);
3930         if (!cfile.file) {
3931                 ret = -EBADF;
3932                 goto out_put_eventfd;
3933         }
3934
3935         /* the process need read permission on control file */
3936         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3937         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3938         if (ret < 0)
3939                 goto out_put_cfile;
3940
3941         /*
3942          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3943          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3944          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3945          * is for compatibility anyway.
3946          *
3947          * DO NOT ADD NEW FILES.
3948          */
3949         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3950
3951         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3952                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3953                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3954         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3955                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3956                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3957         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3958                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3959                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3960         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3961                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3962                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3963         } else {
3964                 ret = -EINVAL;
3965                 goto out_put_cfile;
3966         }
3967
3968         /*
3969          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3970          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3971          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3972          */
3973         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3974                                                &memory_cgrp_subsys);
3975         ret = -EINVAL;
3976         if (IS_ERR(cfile_css))
3977                 goto out_put_cfile;
3978         if (cfile_css != css) {
3979                 css_put(cfile_css);
3980                 goto out_put_cfile;
3981         }
3982
3983         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3984         if (ret)
3985                 goto out_put_css;
3986
3987         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3988
3989         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3990         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3991         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3992
3993         fdput(cfile);
3994         fdput(efile);
3995
3996         return nbytes;
3997
3998 out_put_css:
3999         css_put(css);
4000 out_put_cfile:
4001         fdput(cfile);
4002 out_put_eventfd:
4003         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4004 out_put_efile:
4005         fdput(efile);
4006 out_kfree:
4007         kfree(event);
4008
4009         return ret;
4010 }
4011
4012 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4013         {
4014                 .name = "usage_in_bytes",
4015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4017         },
4018         {
4019                 .name = "max_usage_in_bytes",
4020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4021                 .write = mem_cgroup_reset,
4022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4023         },
4024         {
4025                 .name = "limit_in_bytes",
4026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4027                 .write = mem_cgroup_write,
4028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4029         },
4030         {
4031                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4033                 .write = mem_cgroup_write,
4034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4035         },
4036         {
4037                 .name = "failcnt",
4038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4039                 .write = mem_cgroup_reset,
4040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4041         },
4042         {
4043                 .name = "stat",
4044                 .seq_show = memcg_stat_show,
4045         },
4046         {
4047                 .name = "force_empty",
4048                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4049         },
4050         {
4051                 .name = "use_hierarchy",
4052                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4057                 .write = memcg_write_event_control,
4058                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4059         },
4060         {
4061                 .name = "swappiness",
4062                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4063                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4064         },
4065         {
4066                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4067                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4068                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4069         },
4070         {
4071                 .name = "oom_control",
4072                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4073                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4074                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4075         },
4076         {
4077                 .name = "pressure_level",
4078         },
4079 #ifdef CONFIG_NUMA
4080         {
4081                 .name = "numa_stat",
4082                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4083         },
4084 #endif
4085 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4086         {
4087                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4089                 .write = mem_cgroup_write,
4090                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4091         },
4092         {
4093                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4095                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4096         },
4097         {
4098                 .name = "kmem.failcnt",
4099                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4100                 .write = mem_cgroup_reset,
4101                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4102         },
4103         {
4104                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4105                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4106                 .write = mem_cgroup_reset,
4107                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4108         },
4109 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4110         {
4111                 .name = "kmem.slabinfo",
4112                 .seq_start = slab_start,
4113                 .seq_next = slab_next,
4114                 .seq_stop = slab_stop,
4115                 .seq_show = memcg_slab_show,
4116         },
4117 #endif
4118 #endif
4119         { },    /* terminate */
4120 };
4121
4122 /*
4123  * Private memory cgroup IDR
4124  *
4125  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4126  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4127  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4128  * memory-controlled cgroups to 64k.
4129  *
4130  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4131  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4132  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4133  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4134  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4135  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4136  *
4137  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4138  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4139  * when the CSS is offlined.
4140  *
4141  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4142  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4143  * those references are manageable from userspace.
4144  */
4145
4146 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4147
4148 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4149 {
4150         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4151 }
4152
4153 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
4154 {
4155         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
4156                 /*
4157                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
4158                  * always be >= 1.
4159                  */
4160                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
4161                         VM_BUG_ON(1);
4162                         break;
4163                 }
4164                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4165                 if (!memcg)
4166                         memcg = root_mem_cgroup;
4167         }
4168         return memcg;
4169 }
4170
4171 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4172 {
4173         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4174                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4175                 memcg->id.id = 0;
4176
4177                 /* Memcg ID pins CSS */
4178                 css_put(&memcg->css);
4179         }
4180 }
4181
4182 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4183 {
4184         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4185 }
4186
4187 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4188 {
4189         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4190 }
4191
4192 /**
4193  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4194  * @id: the memcg id to look up
4195  *
4196  * Caller must hold rcu_read_lock().
4197  */
4198 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4199 {
4200         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4201         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4202 }
4203
4204 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4205 {
4206         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4207         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4208         int zone, tmp = node;
4209         /*
4210          * This routine is called against possible nodes.
4211          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4212          *
4213          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4214          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4215          *       function.
4216          */
4217         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4218                 tmp = -1;
4219         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4220         if (!pn)
4221                 return 1;
4222
4223         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4224                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4225                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4226                 mz->usage_in_excess = 0;
4227                 mz->on_tree = false;
4228                 mz->memcg = memcg;
4229         }
4230         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4231         return 0;
4232 }
4233
4234 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4235 {
4236         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4237 }
4238
4239 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4240 {
4241         struct mem_cgroup *memcg;
4242         size_t size;
4243
4244         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4245         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4246
4247         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4248         if (!memcg)
4249                 return NULL;
4250
4251         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4252         if (!memcg->stat)
4253                 goto out_free;
4254
4255         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4256                 goto out_free_stat;
4257
4258         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4259                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4260                                  GFP_KERNEL);
4261         if (memcg->id.id < 0)
4262                 goto out_free_stat;
4263
4264         return memcg;
4265
4266 out_free_stat:
4267         free_percpu(memcg->stat);
4268 out_free:
4269         kfree(memcg);
4270         return NULL;
4271 }
4272
4273 /*
4274  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4275  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4276  *
4277  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4278  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4279  * it goes down to 0.
4280  *
4281  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4282  */
4283
4284 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4285 {
4286         int node;
4287
4288         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4289
4290         for_each_node(node)
4291                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4292
4293         free_percpu(memcg->stat);
4294         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4295         kfree(memcg);
4296 }
4297
4298 /*
4299  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4300  */
4301 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4302 {
4303         if (!memcg->memory.parent)
4304                 return NULL;
4305         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4306 }
4307 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4308
4309 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4310 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4311 {
4312         struct mem_cgroup *memcg;
4313         long error = -ENOMEM;
4314         int node;
4315
4316         memcg = mem_cgroup_alloc();
4317         if (!memcg)
4318                 return ERR_PTR(error);
4319
4320         for_each_node(node)
4321                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4322                         goto free_out;
4323
4324         /* root ? */
4325         if (parent_css == NULL) {
4326                 root_mem_cgroup = memcg;
4327                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4328                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4329                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4330                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4331                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4332                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4333         }
4334
4335         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4336         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4337         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4338         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4339         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4340         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4341         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4342         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4343 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4344         memcg->kmemcg_id = -1;
4345 #endif
4346 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4347         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4348 #endif
4349         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4350         return &memcg->css;
4351
4352 free_out:
4353         idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4354         __mem_cgroup_free(memcg);
4355         return ERR_PTR(error);
4356 }
4357
4358 static int
4359 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4360 {
4361         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4362         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4363         int ret;
4364
4365         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4366         mem_cgroup_id_get(mem_cgroup_from_css(css));
4367         css_get(css);
4368
4369         if (!parent)
4370                 return 0;
4371
4372         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4373
4374         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4375         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4376         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4377
4378         if (parent->use_hierarchy) {
4379                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4380                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4381                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4382                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4383                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4384
4385                 /*
4386                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4387                  * core guarantees its existence.
4388                  */
4389         } else {
4390                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4391                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4392                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4393                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4394                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4395                 /*
4396                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4397                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4398                  * unfortunate state in our controller.
4399                  */
4400                 if (parent != root_mem_cgroup)
4401                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4402         }
4403         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4404
4405         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4406         if (ret)
4407                 return ret;
4408
4409         /*
4410          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4411          * orders reading memcg->initialized against its callers
4412          * reading the memcg members.
4413          */
4414         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4415
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4420 {
4421         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4422         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4423
4424         /*
4425          * Unregister events and notify userspace.
4426          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4427          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4428          */
4429         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4430         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4431                 list_del_init(&event->list);
4432                 schedule_work(&event->remove);
4433         }
4434         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4435
4436         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4437
4438         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4439
4440         wb_memcg_offline(memcg);
4441
4442         mem_cgroup_id_put(memcg);
4443 }
4444
4445 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4446 {
4447         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4448
4449         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4450 }
4451
4452 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4453 {
4454         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4455
4456         memcg_destroy_kmem(memcg);
4457         __mem_cgroup_free(memcg);
4458 }
4459
4460 /**
4461  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4462  * @css: the target css
4463  *
4464  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4465  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4466  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4467  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4468  * made visible again.
4469  *
4470  * The current implementation only resets the essential configurations.
4471  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4472  */
4473 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4474 {
4475         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4476
4477         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4478         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4479         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4480         memcg->low = 0;
4481         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4482         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4483         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4484 }
4485
4486 #ifdef CONFIG_MMU
4487 /* Handlers for move charge at task migration. */
4488 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4489 {
4490         int ret;
4491
4492         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4493         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4494         if (!ret) {
4495                 mc.precharge += count;
4496                 return ret;
4497         }
4498
4499         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4500         while (count--) {
4501                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4502                 if (ret)
4503                         return ret;
4504                 mc.precharge++;
4505                 cond_resched();
4506         }
4507         return 0;
4508 }
4509
4510 /**
4511  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4512  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4513  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4514  * @ptent: the pte to be checked
4515  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4516  *
4517  * Returns
4518  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4519  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4520  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4521  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4522  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4523  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4524  *     in target->ent.
4525  *
4526  * Called with pte lock held.
4527  */
4528 union mc_target {
4529         struct page     *page;
4530         swp_entry_t     ent;
4531 };
4532
4533 enum mc_target_type {
4534         MC_TARGET_NONE = 0,
4535         MC_TARGET_PAGE,
4536         MC_TARGET_SWAP,
4537 };
4538
4539 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4540                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4541 {
4542         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4543
4544         if (!page || !page_mapped(page))
4545                 return NULL;
4546         if (PageAnon(page)) {
4547                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4548                         return NULL;
4549         } else {
4550                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4551                         return NULL;
4552         }
4553         if (!get_page_unless_zero(page))
4554                 return NULL;
4555
4556         return page;
4557 }
4558
4559 #ifdef CONFIG_SWAP
4560 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4561                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4562 {
4563         struct page *page = NULL;
4564         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4565
4566         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4567                 return NULL;
4568         /*
4569          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4570          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4571          */
4572         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4573         if (do_swap_account)
4574                 entry->val = ent.val;
4575
4576         return page;
4577 }
4578 #else
4579 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4580                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4581 {
4582         return NULL;
4583 }
4584 #endif
4585
4586 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4587                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4588 {
4589         struct page *page = NULL;
4590         struct address_space *mapping;
4591         pgoff_t pgoff;
4592
4593         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4594                 return NULL;
4595         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4596                 return NULL;
4597
4598         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4599         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4600
4601         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4602 #ifdef CONFIG_SWAP
4603         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4604         if (shmem_mapping(mapping)) {
4605                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4606                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4607                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4608                         if (do_swap_account)
4609                                 *entry = swp;
4610                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4611                 }
4612         } else
4613                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4614 #else
4615         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4616 #endif
4617         return page;
4618 }
4619
4620 /**
4621  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4622  * @page: the page
4623  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4624  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4625  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4626  *
4627  * The caller must confirm following.
4628  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4629  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4630  *
4631  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4632  * from old cgroup.
4633  */
4634 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4635                                    unsigned int nr_pages,
4636                                    struct mem_cgroup *from,
4637                                    struct mem_cgroup *to)
4638 {
4639         unsigned long flags;
4640         int ret;
4641         bool anon;
4642
4643         VM_BUG_ON(from == to);
4644         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4645         /*
4646          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4647          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4648          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4649          * hold it.
4650          */
4651         ret = -EBUSY;
4652         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4653                 goto out;
4654
4655         /*
4656          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4657          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4658          */
4659         if (!trylock_page(page))
4660                 goto out;
4661
4662         ret = -EINVAL;
4663         if (page->mem_cgroup != from)
4664                 goto out_unlock;
4665
4666         anon = PageAnon(page);
4667
4668         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4669
4670         if (!anon && page_mapped(page)) {
4671                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4672                                nr_pages);
4673                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4674                                nr_pages);
4675         }
4676
4677         /*
4678          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4679          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4680          * So mapping should be stable for dirty pages.
4681          */
4682         if (!anon && PageDirty(page)) {
4683                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4684
4685                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4686                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4687                                        nr_pages);
4688                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4689                                        nr_pages);
4690                 }
4691         }
4692
4693         if (PageWriteback(page)) {
4694                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4695                                nr_pages);
4696                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4697                                nr_pages);
4698         }
4699
4700         /*
4701          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4702          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4703          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4704          */
4705
4706         /* caller should have done css_get */
4707         page->mem_cgroup = to;
4708         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4709
4710         ret = 0;
4711
4712         local_irq_disable();
4713         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4714         memcg_check_events(to, page);
4715         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4716         memcg_check_events(from, page);
4717         local_irq_enable();
4718 out_unlock:
4719         unlock_page(page);
4720 out:
4721         return ret;
4722 }
4723
4724 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4725                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4726 {
4727         struct page *page = NULL;
4728         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4729         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4730
4731         if (pte_present(ptent))
4732                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4733         else if (is_swap_pte(ptent))
4734                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4735         else if (pte_none(ptent))
4736                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4737
4738         if (!page && !ent.val)
4739                 return ret;
4740         if (page) {
4741                 /*
4742                  * Do only loose check w/o serialization.
4743                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4744                  * not under LRU exclusion.
4745                  */
4746                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4747                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4748                         if (target)
4749                                 target->page = page;
4750                 }
4751                 if (!ret || !target)
4752                         put_page(page);
4753         }
4754         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4755         if (ent.val && !ret &&
4756             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4757                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4758                 if (target)
4759                         target->ent = ent;
4760         }
4761         return ret;
4762 }
4763
4764 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4765 /*
4766  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4767  * support them for now.
4768  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4769  */
4770 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4771                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4772 {
4773         struct page *page = NULL;
4774         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4775
4776         page = pmd_page(pmd);
4777         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4778         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4779                 return ret;
4780         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4781                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4782                 if (target) {
4783                         get_page(page);
4784                         target->page = page;
4785                 }
4786         }
4787         return ret;
4788 }
4789 #else
4790 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4791                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4792 {
4793         return MC_TARGET_NONE;
4794 }
4795 #endif
4796
4797 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4798                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4799                                         struct mm_walk *walk)
4800 {
4801         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4802         pte_t *pte;
4803         spinlock_t *ptl;
4804
4805         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4806                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4807                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4808                 spin_unlock(ptl);
4809                 return 0;
4810         }
4811
4812         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4813                 return 0;
4814         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4815         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4816                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4817                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4818         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4819         cond_resched();
4820
4821         return 0;
4822 }
4823
4824 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4825 {
4826         unsigned long precharge;
4827
4828         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4829                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4830                 .mm = mm,
4831         };
4832         down_read(&mm->mmap_sem);
4833         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4834         up_read(&mm->mmap_sem);
4835
4836         precharge = mc.precharge;
4837         mc.precharge = 0;
4838
4839         return precharge;
4840 }
4841
4842 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4843 {
4844         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4845
4846         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4847         mc.moving_task = current;
4848         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4849 }
4850
4851 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4852 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4853 {
4854         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4855         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4856
4857         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4858         if (mc.precharge) {
4859                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4860                 mc.precharge = 0;
4861         }
4862         /*
4863          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4864          * we must uncharge here.
4865          */
4866         if (mc.moved_charge) {
4867                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4868                 mc.moved_charge = 0;
4869         }
4870         /* we must fixup refcnts and charges */
4871         if (mc.moved_swap) {
4872                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4873                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4874                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4875
4876                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4877
4878                 /*
4879                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4880                  * should uncharge to->memory.
4881                  */
4882                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4883                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4884
4885                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
4886                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4887
4888                 mc.moved_swap = 0;
4889         }
4890         memcg_oom_recover(from);
4891         memcg_oom_recover(to);
4892         wake_up_all(&mc.waitq);
4893 }
4894
4895 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4896 {
4897         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4898
4899         /*
4900          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4901          * task migration.
4902          */
4903         mc.moving_task = NULL;
4904         __mem_cgroup_clear_mc();
4905         spin_lock(&mc.lock);
4906         mc.from = NULL;
4907         mc.to = NULL;
4908         mc.mm = NULL;
4909         spin_unlock(&mc.lock);
4910
4911         mmput(mm);
4912 }
4913
4914 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4915 {
4916         struct cgroup_subsys_state *css;
4917         struct mem_cgroup *memcg;
4918         struct mem_cgroup *from;
4919         struct task_struct *leader, *p;
4920         struct mm_struct *mm;
4921         unsigned long move_flags;
4922         int ret = 0;
4923
4924         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4925         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4926                 return 0;
4927
4928         /*
4929          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4930          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4931          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4932          * multiple.
4933          */
4934         p = NULL;
4935         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4936                 WARN_ON_ONCE(p);
4937                 p = leader;
4938                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4939         }
4940         if (!p)
4941                 return 0;
4942
4943         /*
4944          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4945          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4946          * So we need to save it, and keep it going.
4947          */
4948         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4949         if (!move_flags)
4950                 return 0;
4951
4952         from = mem_cgroup_from_task(p);
4953
4954         VM_BUG_ON(from == memcg);
4955
4956         mm = get_task_mm(p);
4957         if (!mm)
4958                 return 0;
4959         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4960         if (mm->owner == p) {
4961                 VM_BUG_ON(mc.from);
4962                 VM_BUG_ON(mc.to);
4963                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4964                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4965                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4966
4967                 spin_lock(&mc.lock);
4968                 mc.mm = mm;
4969                 mc.from = from;
4970                 mc.to = memcg;
4971                 mc.flags = move_flags;
4972                 spin_unlock(&mc.lock);
4973                 /* We set mc.moving_task later */
4974
4975                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4976                 if (ret)
4977                         mem_cgroup_clear_mc();
4978         } else {
4979                 mmput(mm);
4980         }
4981         return ret;
4982 }
4983
4984 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4985 {
4986         if (mc.to)
4987                 mem_cgroup_clear_mc();
4988 }
4989
4990 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4991                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4992                                 struct mm_walk *walk)
4993 {
4994         int ret = 0;
4995         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4996         pte_t *pte;
4997         spinlock_t *ptl;
4998         enum mc_target_type target_type;
4999         union mc_target target;
5000         struct page *page;
5001
5002         /*
5003          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5004          * happens because:
5005          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5006          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5007          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5008          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5009          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5010          *    part of thp split is not executed yet.
5011          */
5012         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5013                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5014                         spin_unlock(ptl);
5015                         return 0;
5016                 }
5017                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5018                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5019                         page = target.page;
5020                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5021                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5022                                                              mc.from, mc.to)) {
5023                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5024                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5025                                 }
5026                                 putback_lru_page(page);
5027                         }
5028                         put_page(page);
5029                 }
5030                 spin_unlock(ptl);
5031                 return 0;
5032         }
5033
5034         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5035                 return 0;
5036 retry:
5037         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5038         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5039                 pte_t ptent = *(pte++);
5040                 swp_entry_t ent;
5041
5042                 if (!mc.precharge)
5043                         break;
5044
5045                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5046                 case MC_TARGET_PAGE:
5047                         page = target.page;
5048                         if (isolate_lru_page(page))
5049                                 goto put;
5050                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5051                                 mc.precharge--;
5052                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5053                                 mc.moved_charge++;
5054                         }
5055                         putback_lru_page(page);
5056 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5057                         put_page(page);
5058                         break;
5059                 case MC_TARGET_SWAP:
5060                         ent = target.ent;
5061                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5062                                 mc.precharge--;
5063                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5064                                 mc.moved_swap++;
5065                         }
5066                         break;
5067                 default:
5068                         break;
5069                 }
5070         }
5071         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5072         cond_resched();
5073
5074         if (addr != end) {
5075                 /*
5076                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5077                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5078                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5079                  * phase.
5080                  */
5081                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5082                 if (!ret)
5083                         goto retry;
5084         }
5085
5086         return ret;
5087 }
5088
5089 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5090 {
5091         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5092                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5093                 .mm = mc.mm,
5094         };
5095
5096         lru_add_drain_all();
5097         /*
5098          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5099          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5100          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5101          */
5102         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5103         synchronize_rcu();
5104 retry:
5105         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5106                 /*
5107                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5108                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5109                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5110                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5111                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5112                  */
5113                 __mem_cgroup_clear_mc();
5114                 cond_resched();
5115                 goto retry;
5116         }
5117         /*
5118          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5119          * additional charge, the page walk just aborts.
5120          */
5121         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5122         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5123         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5124 }
5125
5126 static void mem_cgroup_move_task(void)
5127 {
5128         if (mc.to) {
5129                 mem_cgroup_move_charge();
5130                 mem_cgroup_clear_mc();
5131         }
5132 }
5133 #else   /* !CONFIG_MMU */
5134 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5135 {
5136         return 0;
5137 }
5138 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5139 {
5140 }
5141 static void mem_cgroup_move_task(void)
5142 {
5143 }
5144 #endif
5145
5146 /*
5147  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5148  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5149  * attempt.
5150  */
5151 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5152 {
5153         /*
5154          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5155          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5156          * on for the root memcg is enough.
5157          */
5158         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5159                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5160         else
5161                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5162 }
5163
5164 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5165                                struct cftype *cft)
5166 {
5167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5168
5169         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5170 }
5171
5172 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5173 {
5174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5175         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5176
5177         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5178                 seq_puts(m, "max\n");
5179         else
5180                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5181
5182         return 0;
5183 }
5184
5185 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5186                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5187 {
5188         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5189         unsigned long low;
5190         int err;
5191
5192         buf = strstrip(buf);
5193         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5194         if (err)
5195                 return err;
5196
5197         memcg->low = low;
5198
5199         return nbytes;
5200 }
5201
5202 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5203 {
5204         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5205         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5206
5207         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5208                 seq_puts(m, "max\n");
5209         else
5210                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5211
5212         return 0;
5213 }
5214
5215 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5216                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5217 {
5218         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5219         unsigned long nr_pages;
5220         unsigned long high;
5221         int err;
5222
5223         buf = strstrip(buf);
5224         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5225         if (err)
5226                 return err;
5227
5228         memcg->high = high;
5229
5230         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5231         if (nr_pages > high)
5232                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5233                                              GFP_KERNEL, true);
5234
5235         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5236         return nbytes;
5237 }
5238
5239 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5240 {
5241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5242         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5243
5244         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5245                 seq_puts(m, "max\n");
5246         else
5247                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5248
5249         return 0;
5250 }
5251
5252 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5253                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5254 {
5255         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5256         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5257         bool drained = false;
5258         unsigned long max;
5259         int err;
5260
5261         buf = strstrip(buf);
5262         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5263         if (err)
5264                 return err;
5265
5266         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5267
5268         for (;;) {
5269                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5270
5271                 if (nr_pages <= max)
5272                         break;
5273
5274                 if (signal_pending(current)) {
5275                         err = -EINTR;
5276                         break;
5277                 }
5278
5279                 if (!drained) {
5280                         drain_all_stock(memcg);
5281                         drained = true;
5282                         continue;
5283                 }
5284
5285                 if (nr_reclaims) {
5286                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5287                                                           GFP_KERNEL, true))
5288                                 nr_reclaims--;
5289                         continue;
5290                 }
5291
5292                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5293                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5294                         break;
5295         }
5296
5297         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5298         return nbytes;
5299 }
5300
5301 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5302 {
5303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5304
5305         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5306         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5307         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5308         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5309
5310         return 0;
5311 }
5312
5313 static struct cftype memory_files[] = {
5314         {
5315                 .name = "current",
5316                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5317                 .read_u64 = memory_current_read,
5318         },
5319         {
5320                 .name = "low",
5321                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5322                 .seq_show = memory_low_show,
5323                 .write = memory_low_write,
5324         },
5325         {
5326                 .name = "high",
5327                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5328                 .seq_show = memory_high_show,
5329                 .write = memory_high_write,
5330         },
5331         {
5332                 .name = "max",
5333                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5334                 .seq_show = memory_max_show,
5335                 .write = memory_max_write,
5336         },
5337         {
5338                 .name = "events",
5339                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5340                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5341                 .seq_show = memory_events_show,
5342         },
5343         { }     /* terminate */
5344 };
5345
5346 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5347         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5348         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5349         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5350         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5351         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5352         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5353         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5354         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5355         .attach = mem_cgroup_move_task,
5356         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5357         .bind = mem_cgroup_bind,
5358         .dfl_cftypes = memory_files,
5359         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5360         .early_init = 0,
5361 };
5362
5363 /**
5364  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5365  * @root: the highest ancestor to consider
5366  * @memcg: the memory cgroup to check
5367  *
5368  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5369  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5370  */
5371 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5372 {
5373         if (mem_cgroup_disabled())
5374                 return false;
5375
5376         /*
5377          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5378          * it's never low when looked at directly, and it is not
5379          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5380          */
5381
5382         if (memcg == root_mem_cgroup)
5383                 return false;
5384
5385         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5386                 return false;
5387
5388         while (memcg != root) {
5389                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5390
5391                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5392                         break;
5393
5394                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5395                         return false;
5396         }
5397         return true;
5398 }
5399
5400 /**
5401  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5402  * @page: page to charge
5403  * @mm: mm context of the victim
5404  * @gfp_mask: reclaim mode
5405  * @memcgp: charged memcg return
5406  *
5407  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5408  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5409  *
5410  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5411  * Otherwise, an error code is returned.
5412  *
5413  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5414  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5415  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5416  */
5417 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5418                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5419 {
5420         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5421         unsigned int nr_pages = 1;
5422         int ret = 0;
5423
5424         if (mem_cgroup_disabled())
5425                 goto out;
5426
5427         if (PageSwapCache(page)) {
5428                 /*
5429                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5430                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5431                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5432                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5433                  * in turn serializes uncharging.
5434                  */
5435                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5436                 if (page->mem_cgroup)
5437                         goto out;
5438
5439                 if (do_swap_account) {
5440                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5441                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5442
5443                         rcu_read_lock();
5444                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5445                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5446                                 memcg = NULL;
5447                         rcu_read_unlock();
5448                 }
5449         }
5450
5451         if (PageTransHuge(page)) {
5452                 nr_pages <<= compound_order(page);
5453                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5454         }
5455
5456         if (!memcg)
5457                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5458
5459         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5460
5461         css_put(&memcg->css);
5462 out:
5463         *memcgp = memcg;
5464         return ret;
5465 }
5466
5467 /**
5468  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5469  * @page: page to charge
5470  * @memcg: memcg to charge the page to
5471  * @lrucare: page might be on LRU already
5472  *
5473  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5474  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5475  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5476  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5477  *
5478  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5479  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5480  *
5481  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5482  */
5483 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5484                               bool lrucare)
5485 {
5486         unsigned int nr_pages = 1;
5487
5488         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5489         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5490
5491         if (mem_cgroup_disabled())
5492                 return;
5493         /*
5494          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5495          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5496          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5497          */
5498         if (!memcg)
5499                 return;
5500
5501         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5502
5503         if (PageTransHuge(page)) {
5504                 nr_pages <<= compound_order(page);
5505                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5506         }
5507
5508         local_irq_disable();
5509         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5510         memcg_check_events(memcg, page);
5511         local_irq_enable();
5512
5513         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5514                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5515                 /*
5516                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5517                  * let's not wait for it.  The page already received a
5518                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5519                  */
5520                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5521         }
5522 }
5523
5524 /**
5525  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5526  * @page: page to charge
5527  * @memcg: memcg to charge the page to
5528  *
5529  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5530  */
5531 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5532 {
5533         unsigned int nr_pages = 1;
5534
5535         if (mem_cgroup_disabled())
5536                 return;
5537         /*
5538          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5539          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5540          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5541          */
5542         if (!memcg)
5543                 return;
5544
5545         if (PageTransHuge(page)) {
5546                 nr_pages <<= compound_order(page);
5547                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5548         }
5549
5550         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5551 }
5552
5553 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5554                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5555                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5556 {
5557         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5558         unsigned long flags;
5559
5560         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5561                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5562                 if (do_swap_account)
5563                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5564                 memcg_oom_recover(memcg);
5565         }
5566
5567         local_irq_save(flags);
5568         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5569         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5570         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5571         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5572         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5573         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5574         local_irq_restore(flags);
5575
5576         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5577                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5578 }
5579
5580 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5581 {
5582         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5583         unsigned long nr_anon = 0;
5584         unsigned long nr_file = 0;
5585         unsigned long nr_huge = 0;
5586         unsigned long pgpgout = 0;
5587         struct list_head *next;
5588         struct page *page;
5589
5590         next = page_list->next;
5591         do {
5592                 unsigned int nr_pages = 1;
5593
5594                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5595                 next = page->lru.next;
5596
5597                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5598                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5599
5600                 if (!page->mem_cgroup)
5601                         continue;
5602
5603                 /*
5604                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5605                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5606                  * exclusive access to the page.
5607                  */
5608
5609                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5610                         if (memcg) {
5611                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5612                                                nr_huge, page);
5613                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5614                         }
5615                         memcg = page->mem_cgroup;
5616                 }
5617
5618                 if (PageTransHuge(page)) {
5619                         nr_pages <<= compound_order(page);
5620                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5621                         nr_huge += nr_pages;
5622                 }
5623
5624                 if (PageAnon(page))
5625                         nr_anon += nr_pages;
5626                 else
5627                         nr_file += nr_pages;
5628
5629                 page->mem_cgroup = NULL;
5630
5631                 pgpgout++;
5632         } while (next != page_list);
5633
5634         if (memcg)
5635                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5636                                nr_huge, page);
5637 }
5638
5639 /**
5640  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5641  * @page: page to uncharge
5642  *
5643  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5644  * mem_cgroup_commit_charge().
5645  */
5646 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5647 {
5648         if (mem_cgroup_disabled())
5649                 return;
5650
5651         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5652         if (!page->mem_cgroup)
5653                 return;
5654
5655         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5656         uncharge_list(&page->lru);
5657 }
5658
5659 /**
5660  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5661  * @page_list: list of pages to uncharge
5662  *
5663  * Uncharge a list of pages previously charged with
5664  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5665  */
5666 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5667 {
5668         if (mem_cgroup_disabled())
5669                 return;
5670
5671         if (!list_empty(page_list))
5672                 uncharge_list(page_list);
5673 }
5674
5675 /**
5676  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5677  * @oldpage: currently charged page
5678  * @newpage: page to transfer the charge to
5679  *
5680  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5681  *
5682  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5683  * Either or both pages might be on the LRU already.
5684  */
5685 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5686 {
5687         struct mem_cgroup *memcg;
5688         int isolated;
5689
5690         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5691         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5692         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5693         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5694                        newpage);
5695
5696         if (mem_cgroup_disabled())
5697                 return;
5698
5699         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5700         if (newpage->mem_cgroup)
5701                 return;
5702
5703         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5704         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5705         if (!memcg)
5706                 return;
5707
5708         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5709         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5710         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5711
5712         commit_charge(newpage, memcg, true);
5713 }
5714
5715 /*
5716  * subsys_initcall() for memory controller.
5717  *
5718  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5719  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5720  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5721  * be initialized from here.
5722  */
5723 static int __init mem_cgroup_init(void)
5724 {
5725         int cpu, node;
5726
5727         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5728
5729         for_each_possible_cpu(cpu)
5730                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5731                           drain_local_stock);
5732
5733         for_each_node(node) {
5734                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5735                 int zone;
5736
5737                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5738                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5739
5740                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5741                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5742
5743                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5744                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5745                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5746                 }
5747                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5748         }
5749
5750         return 0;
5751 }
5752 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5753
5754 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5755 /**
5756  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5757  * @page: page whose memsw charge to transfer
5758  * @entry: swap entry to move the charge to
5759  *
5760  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5761  */
5762 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5763 {
5764         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5765         unsigned short oldid;
5766
5767         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5768         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5769
5770         if (!do_swap_account)
5771                 return;
5772
5773         memcg = page->mem_cgroup;
5774
5775         /* Readahead page, never charged */
5776         if (!memcg)
5777                 return;
5778
5779         /*
5780          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
5781          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
5782          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
5783          */
5784         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5785         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg));
5786         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5787         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, true);
5788
5789         page->mem_cgroup = NULL;
5790
5791         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5792                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5793
5794         if (memcg != swap_memcg) {
5795                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
5796                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, 1);
5797                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5798         }
5799
5800         /*
5801          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5802          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5803          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5804          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5805          */
5806         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5807         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5808         memcg_check_events(memcg, page);
5809
5810         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5811                 css_put(&memcg->css);
5812 }
5813
5814 /**
5815  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5816  * @entry: swap entry to uncharge
5817  *
5818  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5819  */
5820 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5821 {
5822         struct mem_cgroup *memcg;
5823         unsigned short id;
5824
5825         if (!do_swap_account)
5826                 return;
5827
5828         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5829         rcu_read_lock();
5830         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5831         if (memcg) {
5832                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5833                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5834                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5835                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5836         }
5837         rcu_read_unlock();
5838 }
5839
5840 /* for remember boot option*/
5841 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5842 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5843 #else
5844 static int really_do_swap_account __initdata;
5845 #endif
5846
5847 static int __init enable_swap_account(char *s)
5848 {
5849         if (!strcmp(s, "1"))
5850                 really_do_swap_account = 1;
5851         else if (!strcmp(s, "0"))
5852                 really_do_swap_account = 0;
5853         return 1;
5854 }
5855 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5856
5857 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5858         {
5859                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5860                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5861                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5862         },
5863         {
5864                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5865                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5866                 .write = mem_cgroup_reset,
5867                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5868         },
5869         {
5870                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5871                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5872                 .write = mem_cgroup_write,
5873                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "memsw.failcnt",
5877                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5878                 .write = mem_cgroup_reset,
5879                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5880         },
5881         { },    /* terminate */
5882 };
5883
5884 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5885 {
5886         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5887                 do_swap_account = 1;
5888                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5889                                                   memsw_cgroup_files));
5890         }
5891         return 0;
5892 }
5893 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5894
5895 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */