UPSTREAM: dt-bindings: rockchip-thermal: fix the misleading description
[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         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2059                 goto nomem;
2060
2061         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2062                 goto nomem;
2063
2064         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2065
2066         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2067                                                     gfp_mask, may_swap);
2068
2069         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2070                 goto retry;
2071
2072         if (!drained) {
2073                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2074                 drained = true;
2075                 goto retry;
2076         }
2077
2078         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2079                 goto nomem;
2080         /*
2081          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2082          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2083          * before killing the task.
2084          *
2085          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2086          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2087          * to regular pages anyway in case of failure.
2088          */
2089         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2090                 goto retry;
2091         /*
2092          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2093          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2094          */
2095         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2096                 goto retry;
2097
2098         if (nr_retries--)
2099                 goto retry;
2100
2101         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2102                 goto force;
2103
2104         if (fatal_signal_pending(current))
2105                 goto force;
2106
2107         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2108
2109         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2110                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2111 nomem:
2112         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2113                 return -ENOMEM;
2114 force:
2115         /*
2116          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2117          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2118          * temporarily by force charging it.
2119          */
2120         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2121         if (do_swap_account)
2122                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2123         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2124
2125         return 0;
2126
2127 done_restock:
2128         css_get_many(&memcg->css, batch);
2129         if (batch > nr_pages)
2130                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2131
2132         /*
2133          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2134          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2135          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2136          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2137          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2138          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2139          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2140          */
2141         do {
2142                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2143                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2144                         set_notify_resume(current);
2145                         break;
2146                 }
2147         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2148
2149         return 0;
2150 }
2151
2152 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2153 {
2154         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2155                 return;
2156
2157         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2158         if (do_swap_account)
2159                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2160
2161         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2162 }
2163
2164 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2165 {
2166         struct zone *zone = page_zone(page);
2167
2168         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2169         if (PageLRU(page)) {
2170                 struct lruvec *lruvec;
2171
2172                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2173                 ClearPageLRU(page);
2174                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2175                 *isolated = 1;
2176         } else
2177                 *isolated = 0;
2178 }
2179
2180 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2181 {
2182         struct zone *zone = page_zone(page);
2183
2184         if (isolated) {
2185                 struct lruvec *lruvec;
2186
2187                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2188                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2189                 SetPageLRU(page);
2190                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2191         }
2192         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2193 }
2194
2195 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2196                           bool lrucare)
2197 {
2198         int isolated;
2199
2200         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2201
2202         /*
2203          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2204          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2205          */
2206         if (lrucare)
2207                 lock_page_lru(page, &isolated);
2208
2209         /*
2210          * Nobody should be changing or seriously looking at
2211          * page->mem_cgroup at this point:
2212          *
2213          * - the page is uncharged
2214          *
2215          * - the page is off-LRU
2216          *
2217          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2218          *   a locked page table
2219          *
2220          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2221          *   have the page locked
2222          */
2223         page->mem_cgroup = memcg;
2224
2225         if (lrucare)
2226                 unlock_page_lru(page, isolated);
2227 }
2228
2229 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2230 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2231 {
2232         int id, size;
2233         int err;
2234
2235         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2236                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2237         if (id < 0)
2238                 return id;
2239
2240         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2241                 return id;
2242
2243         /*
2244          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2245          * so we have to grow them.
2246          */
2247         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2248
2249         size = 2 * (id + 1);
2250         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2251                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2252         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2253                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2254
2255         err = memcg_update_all_caches(size);
2256         if (!err)
2257                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2258         if (!err)
2259                 memcg_nr_cache_ids = size;
2260
2261         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2262
2263         if (err) {
2264                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2265                 return err;
2266         }
2267         return id;
2268 }
2269
2270 static void memcg_free_cache_id(int id)
2271 {
2272         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2273 }
2274
2275 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2276         struct mem_cgroup *memcg;
2277         struct kmem_cache *cachep;
2278         struct work_struct work;
2279 };
2280
2281 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2282 {
2283         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2284                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2285         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2286         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2287
2288         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2289
2290         css_put(&memcg->css);
2291         kfree(cw);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2296  */
2297 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2298                                                struct kmem_cache *cachep)
2299 {
2300         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2301
2302         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2303         if (!cw)
2304                 return;
2305
2306         css_get(&memcg->css);
2307
2308         cw->memcg = memcg;
2309         cw->cachep = cachep;
2310         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2311
2312         schedule_work(&cw->work);
2313 }
2314
2315 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2316                                              struct kmem_cache *cachep)
2317 {
2318         /*
2319          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2320          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2321          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2322          *
2323          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2324          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2325          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2326          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2327          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2328          */
2329         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2330         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2331         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2332 }
2333
2334 /*
2335  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2336  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2337  *
2338  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2339  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2340  * in a workqueue.
2341  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2342  * the original cache.
2343  *
2344  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2345  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2346  */
2347 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2348 {
2349         struct mem_cgroup *memcg;
2350         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2351         int kmemcg_id;
2352
2353         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2354
2355         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2356                 return cachep;
2357
2358         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2359         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2360         if (kmemcg_id < 0)
2361                 goto out;
2362
2363         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2364         if (likely(memcg_cachep))
2365                 return memcg_cachep;
2366
2367         /*
2368          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2369          * context), we could be be predictable and return right away.
2370          * This would guarantee that the allocation being performed
2371          * already belongs in the new cache.
2372          *
2373          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2374          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2375          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2376          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2377          * defer everything.
2378          */
2379         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2380 out:
2381         css_put(&memcg->css);
2382         return cachep;
2383 }
2384
2385 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2386 {
2387         if (!is_root_cache(cachep))
2388                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2389 }
2390
2391 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2392                               struct mem_cgroup *memcg)
2393 {
2394         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2395         struct page_counter *counter;
2396         int ret;
2397
2398         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2399                 return 0;
2400
2401         if (!page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter))
2402                 return -ENOMEM;
2403
2404         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2405         if (ret) {
2406                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2407                 return ret;
2408         }
2409
2410         page->mem_cgroup = memcg;
2411
2412         return 0;
2413 }
2414
2415 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2416 {
2417         struct mem_cgroup *memcg;
2418         int ret;
2419
2420         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2421         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2422         css_put(&memcg->css);
2423         return ret;
2424 }
2425
2426 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2427 {
2428         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2429         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2430
2431         if (!memcg)
2432                 return;
2433
2434         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2435
2436         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2437         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2438         if (do_swap_account)
2439                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2440
2441         page->mem_cgroup = NULL;
2442         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2443 }
2444 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2445
2446 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2447
2448 /*
2449  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2450  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2451  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2452  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2453  */
2454 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2455 {
2456         int i;
2457
2458         if (mem_cgroup_disabled())
2459                 return;
2460
2461         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2462                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2463
2464         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2465                        HPAGE_PMD_NR);
2466 }
2467 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2468
2469 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2470 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2471                                          bool charge)
2472 {
2473         int val = (charge) ? 1 : -1;
2474         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2475 }
2476
2477 /**
2478  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2479  * @entry: swap entry to be moved
2480  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2481  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2482  *
2483  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2484  * as the mem_cgroup's id of @from.
2485  *
2486  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2487  *
2488  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2489  * both res and memsw, and called css_get().
2490  */
2491 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2492                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2493 {
2494         unsigned short old_id, new_id;
2495
2496         old_id = mem_cgroup_id(from);
2497         new_id = mem_cgroup_id(to);
2498
2499         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2500                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2501                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2502                 return 0;
2503         }
2504         return -EINVAL;
2505 }
2506 #else
2507 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2508                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2509 {
2510         return -EINVAL;
2511 }
2512 #endif
2513
2514 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2515
2516 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2517                                    unsigned long limit)
2518 {
2519         unsigned long curusage;
2520         unsigned long oldusage;
2521         bool enlarge = false;
2522         int retry_count;
2523         int ret;
2524
2525         /*
2526          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2527          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2528          * of # of children which we should visit in this loop.
2529          */
2530         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2531                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2532
2533         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2534
2535         do {
2536                 if (signal_pending(current)) {
2537                         ret = -EINTR;
2538                         break;
2539                 }
2540
2541                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2542                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2543                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2544                         ret = -EINVAL;
2545                         break;
2546                 }
2547                 if (limit > memcg->memory.limit)
2548                         enlarge = true;
2549                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2550                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2551
2552                 if (!ret)
2553                         break;
2554
2555                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2556
2557                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2558                 /* Usage is reduced ? */
2559                 if (curusage >= oldusage)
2560                         retry_count--;
2561                 else
2562                         oldusage = curusage;
2563         } while (retry_count);
2564
2565         if (!ret && enlarge)
2566                 memcg_oom_recover(memcg);
2567
2568         return ret;
2569 }
2570
2571 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2572                                          unsigned long limit)
2573 {
2574         unsigned long curusage;
2575         unsigned long oldusage;
2576         bool enlarge = false;
2577         int retry_count;
2578         int ret;
2579
2580         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2581         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2582                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2583
2584         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2585
2586         do {
2587                 if (signal_pending(current)) {
2588                         ret = -EINTR;
2589                         break;
2590                 }
2591
2592                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2593                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2594                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2595                         ret = -EINVAL;
2596                         break;
2597                 }
2598                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2599                         enlarge = true;
2600                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2601                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2602
2603                 if (!ret)
2604                         break;
2605
2606                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2607
2608                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2609                 /* Usage is reduced ? */
2610                 if (curusage >= oldusage)
2611                         retry_count--;
2612                 else
2613                         oldusage = curusage;
2614         } while (retry_count);
2615
2616         if (!ret && enlarge)
2617                 memcg_oom_recover(memcg);
2618
2619         return ret;
2620 }
2621
2622 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2623                                             gfp_t gfp_mask,
2624                                             unsigned long *total_scanned)
2625 {
2626         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2627         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2628         unsigned long reclaimed;
2629         int loop = 0;
2630         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2631         unsigned long excess;
2632         unsigned long nr_scanned;
2633
2634         if (order > 0)
2635                 return 0;
2636
2637         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2638         /*
2639          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2640          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2641          * pressure
2642          */
2643         do {
2644                 if (next_mz)
2645                         mz = next_mz;
2646                 else
2647                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2648                 if (!mz)
2649                         break;
2650
2651                 nr_scanned = 0;
2652                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2653                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2654                 nr_reclaimed += reclaimed;
2655                 *total_scanned += nr_scanned;
2656                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2657                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2658
2659                 /*
2660                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2661                  * it is time to move on to the next cgroup
2662                  */
2663                 next_mz = NULL;
2664                 if (!reclaimed)
2665                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2666
2667                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2668                 /*
2669                  * One school of thought says that we should not add
2670                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2671                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2672                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2673                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2674                  * term TODO.
2675                  */
2676                 /* If excess == 0, no tree ops */
2677                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2678                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2679                 css_put(&mz->memcg->css);
2680                 loop++;
2681                 /*
2682                  * Could not reclaim anything and there are no more
2683                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2684                  * reclaiming anything.
2685                  */
2686                 if (!nr_reclaimed &&
2687                         (next_mz == NULL ||
2688                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2689                         break;
2690         } while (!nr_reclaimed);
2691         if (next_mz)
2692                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2693         return nr_reclaimed;
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2698  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2699  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2700  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2701  */
2702 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2703 {
2704         bool ret;
2705
2706         /*
2707          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2708          * it prevents a new child from being initialized based on this
2709          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2710          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2711          */
2712         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2713
2714         rcu_read_lock();
2715         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2716         rcu_read_unlock();
2717         return ret;
2718 }
2719
2720 /*
2721  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2722  * the rest to the parent.
2723  *
2724  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2725  */
2726 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2727 {
2728         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2729
2730         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2731         lru_add_drain_all();
2732         /* try to free all pages in this cgroup */
2733         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2734                 int progress;
2735
2736                 if (signal_pending(current))
2737                         return -EINTR;
2738
2739                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2740                                                         GFP_KERNEL, true);
2741                 if (!progress) {
2742                         nr_retries--;
2743                         /* maybe some writeback is necessary */
2744                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2745                 }
2746
2747         }
2748
2749         return 0;
2750 }
2751
2752 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2753                                             char *buf, size_t nbytes,
2754                                             loff_t off)
2755 {
2756         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2757
2758         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2759                 return -EINVAL;
2760         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2761 }
2762
2763 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2764                                      struct cftype *cft)
2765 {
2766         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2767 }
2768
2769 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2770                                       struct cftype *cft, u64 val)
2771 {
2772         int retval = 0;
2773         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2774         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2775
2776         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2777
2778         if (memcg->use_hierarchy == val)
2779                 goto out;
2780
2781         /*
2782          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2783          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2784          * occur, provided the current cgroup has no children.
2785          *
2786          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2787          * set if there are no children.
2788          */
2789         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2790                                 (val == 1 || val == 0)) {
2791                 if (!memcg_has_children(memcg))
2792                         memcg->use_hierarchy = val;
2793                 else
2794                         retval = -EBUSY;
2795         } else
2796                 retval = -EINVAL;
2797
2798 out:
2799         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2800
2801         return retval;
2802 }
2803
2804 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2805                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2806 {
2807         struct mem_cgroup *iter;
2808         unsigned long val = 0;
2809
2810         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2811                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2812
2813         return val;
2814 }
2815
2816 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2817 {
2818         unsigned long val;
2819
2820         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2821                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2822                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2823                 if (swap)
2824                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2825         } else {
2826                 if (!swap)
2827                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2828                 else
2829                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2830         }
2831         return val;
2832 }
2833
2834 enum {
2835         RES_USAGE,
2836         RES_LIMIT,
2837         RES_MAX_USAGE,
2838         RES_FAILCNT,
2839         RES_SOFT_LIMIT,
2840 };
2841
2842 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2843                                struct cftype *cft)
2844 {
2845         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2846         struct page_counter *counter;
2847
2848         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2849         case _MEM:
2850                 counter = &memcg->memory;
2851                 break;
2852         case _MEMSWAP:
2853                 counter = &memcg->memsw;
2854                 break;
2855         case _KMEM:
2856                 counter = &memcg->kmem;
2857                 break;
2858         default:
2859                 BUG();
2860         }
2861
2862         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2863         case RES_USAGE:
2864                 if (counter == &memcg->memory)
2865                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2866                 if (counter == &memcg->memsw)
2867                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2868                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2869         case RES_LIMIT:
2870                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2871         case RES_MAX_USAGE:
2872                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2873         case RES_FAILCNT:
2874                 return counter->failcnt;
2875         case RES_SOFT_LIMIT:
2876                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2877         default:
2878                 BUG();
2879         }
2880 }
2881
2882 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2883 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2884                                unsigned long nr_pages)
2885 {
2886         int err = 0;
2887         int memcg_id;
2888
2889         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2890         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2891         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2892
2893         /*
2894          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2895          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2896          * already joined.
2897          *
2898          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2899          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2900          * place, which makes the value quite meaningless.
2901          *
2902          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2903          * of course permitted.
2904          */
2905         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2906         if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2907             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2908                 err = -EBUSY;
2909         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2910         if (err)
2911                 goto out;
2912
2913         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2914         if (memcg_id < 0) {
2915                 err = memcg_id;
2916                 goto out;
2917         }
2918
2919         /*
2920          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2921          * activated yet, so this should succeed.
2922          */
2923         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2924         VM_BUG_ON(err);
2925
2926         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2927         /*
2928          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2929          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2930          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2931          * patched.
2932          */
2933         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2934         memcg->kmem_acct_activated = true;
2935         memcg->kmem_acct_active = true;
2936 out:
2937         return err;
2938 }
2939
2940 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2941                                    unsigned long limit)
2942 {
2943         int ret;
2944
2945         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2946         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2947                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2948         else
2949                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2950         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2951         return ret;
2952 }
2953
2954 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2955 {
2956         int ret = 0;
2957         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2958
2959         if (!parent)
2960                 return 0;
2961
2962         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2963         /*
2964          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2965          * after this point, because it has at least one child already.
2966          */
2967         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2968                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2969         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2970         return ret;
2971 }
2972 #else
2973 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2974                                    unsigned long limit)
2975 {
2976         return -EINVAL;
2977 }
2978 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2979
2980 /*
2981  * The user of this function is...
2982  * RES_LIMIT.
2983  */
2984 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2985                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2986 {
2987         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2988         unsigned long nr_pages;
2989         int ret;
2990
2991         buf = strstrip(buf);
2992         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
2993         if (ret)
2994                 return ret;
2995
2996         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
2997         case RES_LIMIT:
2998                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
2999                         ret = -EINVAL;
3000                         break;
3001                 }
3002                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3003                 case _MEM:
3004                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3005                         break;
3006                 case _MEMSWAP:
3007                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3008                         break;
3009                 case _KMEM:
3010                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3011                         break;
3012                 }
3013                 break;
3014         case RES_SOFT_LIMIT:
3015                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3016                 ret = 0;
3017                 break;
3018         }
3019         return ret ?: nbytes;
3020 }
3021
3022 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3023                                 size_t nbytes, loff_t off)
3024 {
3025         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3026         struct page_counter *counter;
3027
3028         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3029         case _MEM:
3030                 counter = &memcg->memory;
3031                 break;
3032         case _MEMSWAP:
3033                 counter = &memcg->memsw;
3034                 break;
3035         case _KMEM:
3036                 counter = &memcg->kmem;
3037                 break;
3038         default:
3039                 BUG();
3040         }
3041
3042         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3043         case RES_MAX_USAGE:
3044                 page_counter_reset_watermark(counter);
3045                 break;
3046         case RES_FAILCNT:
3047                 counter->failcnt = 0;
3048                 break;
3049         default:
3050                 BUG();
3051         }
3052
3053         return nbytes;
3054 }
3055
3056 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3057                                         struct cftype *cft)
3058 {
3059         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3060 }
3061
3062 #ifdef CONFIG_MMU
3063 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3064                                         struct cftype *cft, u64 val)
3065 {
3066         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3067
3068         if (val & ~MOVE_MASK)
3069                 return -EINVAL;
3070
3071         /*
3072          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3073          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3074          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3075          * affect task migrations starting after the change.
3076          */
3077         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3078         return 0;
3079 }
3080 #else
3081 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3082                                         struct cftype *cft, u64 val)
3083 {
3084         return -ENOSYS;
3085 }
3086 #endif
3087
3088 #ifdef CONFIG_NUMA
3089 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3090 {
3091         struct numa_stat {
3092                 const char *name;
3093                 unsigned int lru_mask;
3094         };
3095
3096         static const struct numa_stat stats[] = {
3097                 { "total", LRU_ALL },
3098                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3099                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3100                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3101         };
3102         const struct numa_stat *stat;
3103         int nid;
3104         unsigned long nr;
3105         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3106
3107         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3108                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3109                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3110                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3111                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3112                                                           stat->lru_mask);
3113                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3114                 }
3115                 seq_putc(m, '\n');
3116         }
3117
3118         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3119                 struct mem_cgroup *iter;
3120
3121                 nr = 0;
3122                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3123                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3124                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3125                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3126                         nr = 0;
3127                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3128                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3129                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3130                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3131                 }
3132                 seq_putc(m, '\n');
3133         }
3134
3135         return 0;
3136 }
3137 #endif /* CONFIG_NUMA */
3138
3139 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3140 {
3141         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3142         unsigned long memory, memsw;
3143         struct mem_cgroup *mi;
3144         unsigned int i;
3145
3146         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3147                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3148         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3149                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3150         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3151
3152         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3153                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3154                         continue;
3155                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3156                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3157         }
3158
3159         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3160                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3161                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3162
3163         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3164                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3165                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3166
3167         /* Hierarchical information */
3168         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3169         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3170                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3171                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3172         }
3173         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3174                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3175         if (do_swap_account)
3176                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3177                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3178
3179         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3180                 unsigned long long val = 0;
3181
3182                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3183                         continue;
3184                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3185                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3186                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3187         }
3188
3189         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3190                 unsigned long long val = 0;
3191
3192                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3193                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3194                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3195                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3196         }
3197
3198         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3199                 unsigned long long val = 0;
3200
3201                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3202                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3203                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3204         }
3205
3206 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3207         {
3208                 int nid, zid;
3209                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3210                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3211                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3212                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3213
3214                 for_each_online_node(nid)
3215                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3216                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3217                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3218
3219                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3220                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3221                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3222                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3223                         }
3224                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3225                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3226                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3227                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3228         }
3229 #endif
3230
3231         return 0;
3232 }
3233
3234 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3235                                       struct cftype *cft)
3236 {
3237         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3238
3239         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3240 }
3241
3242 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3243                                        struct cftype *cft, u64 val)
3244 {
3245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3246
3247         if (val > 100)
3248                 return -EINVAL;
3249
3250         if (css->parent)
3251                 memcg->swappiness = val;
3252         else
3253                 vm_swappiness = val;
3254
3255         return 0;
3256 }
3257
3258 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3259 {
3260         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3261         unsigned long usage;
3262         int i;
3263
3264         rcu_read_lock();
3265         if (!swap)
3266                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3267         else
3268                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3269
3270         if (!t)
3271                 goto unlock;
3272
3273         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3274
3275         /*
3276          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3277          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3278          * call of __mem_cgroup_threshold().
3279          */
3280         i = t->current_threshold;
3281
3282         /*
3283          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3284          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3285          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3286          * only one element of the array here.
3287          */
3288         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3289                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3290
3291         /* i = current_threshold + 1 */
3292         i++;
3293
3294         /*
3295          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3296          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3297          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3298          * only one element of the array here.
3299          */
3300         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3301                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3302
3303         /* Update current_threshold */
3304         t->current_threshold = i - 1;
3305 unlock:
3306         rcu_read_unlock();
3307 }
3308
3309 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3310 {
3311         while (memcg) {
3312                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3313                 if (do_swap_account)
3314                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3315
3316                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3317         }
3318 }
3319
3320 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3321 {
3322         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3323         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3324
3325         if (_a->threshold > _b->threshold)
3326                 return 1;
3327
3328         if (_a->threshold < _b->threshold)
3329                 return -1;
3330
3331         return 0;
3332 }
3333
3334 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3335 {
3336         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3337
3338         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3339
3340         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3341                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3342
3343         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3344         return 0;
3345 }
3346
3347 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3348 {
3349         struct mem_cgroup *iter;
3350
3351         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3352                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3353 }
3354
3355 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3356         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3357 {
3358         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3359         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3360         unsigned long threshold;
3361         unsigned long usage;
3362         int i, size, ret;
3363
3364         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3365         if (ret)
3366                 return ret;
3367
3368         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3369
3370         if (type == _MEM) {
3371                 thresholds = &memcg->thresholds;
3372                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3373         } else if (type == _MEMSWAP) {
3374                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3375                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3376         } else
3377                 BUG();
3378
3379         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3380         if (thresholds->primary)
3381                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3382
3383         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3384
3385         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3386         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3387                         GFP_KERNEL);
3388         if (!new) {
3389                 ret = -ENOMEM;
3390                 goto unlock;
3391         }
3392         new->size = size;
3393
3394         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3395         if (thresholds->primary) {
3396                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3397                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3398         }
3399
3400         /* Add new threshold */
3401         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3402         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3403
3404         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3405         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3406                         compare_thresholds, NULL);
3407
3408         /* Find current threshold */
3409         new->current_threshold = -1;
3410         for (i = 0; i < size; i++) {
3411                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3412                         /*
3413                          * new->current_threshold will not be used until
3414                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3415                          * it here.
3416                          */
3417                         ++new->current_threshold;
3418                 } else
3419                         break;
3420         }
3421
3422         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3423         kfree(thresholds->spare);
3424         thresholds->spare = thresholds->primary;
3425
3426         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3427
3428         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3429         synchronize_rcu();
3430
3431 unlock:
3432         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3433
3434         return ret;
3435 }
3436
3437 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3438         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3439 {
3440         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3441 }
3442
3443 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3444         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3445 {
3446         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3447 }
3448
3449 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3450         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3451 {
3452         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3453         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3454         unsigned long usage;
3455         int i, j, size;
3456
3457         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3458
3459         if (type == _MEM) {
3460                 thresholds = &memcg->thresholds;
3461                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3462         } else if (type == _MEMSWAP) {
3463                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3464                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3465         } else
3466                 BUG();
3467
3468         if (!thresholds->primary)
3469                 goto unlock;
3470
3471         /* Check if a threshold crossed before removing */
3472         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3473
3474         /* Calculate new number of threshold */
3475         size = 0;
3476         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3477                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3478                         size++;
3479         }
3480
3481         new = thresholds->spare;
3482
3483         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3484         if (!size) {
3485                 kfree(new);
3486                 new = NULL;
3487                 goto swap_buffers;
3488         }
3489
3490         new->size = size;
3491
3492         /* Copy thresholds and find current threshold */
3493         new->current_threshold = -1;
3494         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3495                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3496                         continue;
3497
3498                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3499                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3500                         /*
3501                          * new->current_threshold will not be used
3502                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3503                          * it here.
3504                          */
3505                         ++new->current_threshold;
3506                 }
3507                 j++;
3508         }
3509
3510 swap_buffers:
3511         /* Swap primary and spare array */
3512         thresholds->spare = thresholds->primary;
3513
3514         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3515
3516         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3517         synchronize_rcu();
3518
3519         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3520         if (!new) {
3521                 kfree(thresholds->spare);
3522                 thresholds->spare = NULL;
3523         }
3524 unlock:
3525         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3526 }
3527
3528 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3529         struct eventfd_ctx *eventfd)
3530 {
3531         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3532 }
3533
3534 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3535         struct eventfd_ctx *eventfd)
3536 {
3537         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3538 }
3539
3540 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3541         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3542 {
3543         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3544
3545         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3546         if (!event)
3547                 return -ENOMEM;
3548
3549         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3550
3551         event->eventfd = eventfd;
3552         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3553
3554         /* already in OOM ? */
3555         if (memcg->under_oom)
3556                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3557         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3558
3559         return 0;
3560 }
3561
3562 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3563         struct eventfd_ctx *eventfd)
3564 {
3565         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3566
3567         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3568
3569         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3570                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3571                         list_del(&ev->list);
3572                         kfree(ev);
3573                 }
3574         }
3575
3576         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3577 }
3578
3579 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3580 {
3581         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3582
3583         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3584         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3585         return 0;
3586 }
3587
3588 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3589         struct cftype *cft, u64 val)
3590 {
3591         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3592
3593         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3594         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3595                 return -EINVAL;
3596
3597         memcg->oom_kill_disable = val;
3598         if (!val)
3599                 memcg_oom_recover(memcg);
3600
3601         return 0;
3602 }
3603
3604 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3605 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3606 {
3607         int ret;
3608
3609         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3610         if (ret)
3611                 return ret;
3612
3613         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3614 }
3615
3616 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3617 {
3618         struct cgroup_subsys_state *css;
3619         struct mem_cgroup *parent, *child;
3620         int kmemcg_id;
3621
3622         if (!memcg->kmem_acct_active)
3623                 return;
3624
3625         /*
3626          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3627          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3628          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3629          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3630          */
3631         memcg->kmem_acct_active = false;
3632
3633         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3634
3635         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3636         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3637
3638         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3639         if (!parent)
3640                 parent = root_mem_cgroup;
3641
3642         /*
3643          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3644          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3645          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3646          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3647          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3648          * memcg_drain_all_list_lrus().
3649          */
3650         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3651         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3652                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3653                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3654                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3655                 if (!memcg->use_hierarchy)
3656                         break;
3657         }
3658         rcu_read_unlock();
3659
3660         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3661
3662         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3663 }
3664
3665 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3666 {
3667         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3668                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3669                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3670                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3671         }
3672         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3673 }
3674 #else
3675 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3676 {
3677         return 0;
3678 }
3679
3680 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3681 {
3682 }
3683
3684 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686 }
3687 #endif
3688
3689 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3690
3691 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3692 {
3693         return &memcg->cgwb_list;
3694 }
3695
3696 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3697 {
3698         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3699 }
3700
3701 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3702 {
3703         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3704 }
3705
3706 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3707 {
3708         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3709 }
3710
3711 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3712 {
3713         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3714
3715         if (!memcg->css.parent)
3716                 return NULL;
3717
3718         return &memcg->cgwb_domain;
3719 }
3720
3721 /**
3722  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3723  * @wb: bdi_writeback in question
3724  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3725  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3726  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3727  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3728  *
3729  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3730  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3731  * is a bit more involved.
3732  *
3733  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3734  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3735  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3736  * available memory in the system.  The caller should further cap
3737  * *@pheadroom accordingly.
3738  */
3739 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3740                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3741                          unsigned long *pwriteback)
3742 {
3743         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3744         struct mem_cgroup *parent;
3745
3746         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3747
3748         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3749         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3750         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3751                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3752         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3753
3754         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3755                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3756                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3757
3758                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3759                 memcg = parent;
3760         }
3761 }
3762
3763 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3764
3765 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3766 {
3767         return 0;
3768 }
3769
3770 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3771 {
3772 }
3773
3774 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3775 {
3776 }
3777
3778 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3779
3780 /*
3781  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3782  *
3783  * "cgroup.event_control" implementation.
3784  *
3785  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3786  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3787  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3788  *
3789  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3790  * possible.
3791  */
3792
3793 /*
3794  * Unregister event and free resources.
3795  *
3796  * Gets called from workqueue.
3797  */
3798 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3799 {
3800         struct mem_cgroup_event *event =
3801                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3802         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3803
3804         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3805
3806         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3807
3808         /* Notify userspace the event is going away. */
3809         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3810
3811         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3812         kfree(event);
3813         css_put(&memcg->css);
3814 }
3815
3816 /*
3817  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3818  *
3819  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3820  */
3821 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3822                             int sync, void *key)
3823 {
3824         struct mem_cgroup_event *event =
3825                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3826         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3827         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3828
3829         if (flags & POLLHUP) {
3830                 /*
3831                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3832                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3833                  * for us.
3834                  *
3835                  * We can't race against event freeing since the other
3836                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3837                  * which we hold.
3838                  */
3839                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3840                 if (!list_empty(&event->list)) {
3841                         list_del_init(&event->list);
3842                         /*
3843                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3844                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3845                          */
3846                         schedule_work(&event->remove);
3847                 }
3848                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3849         }
3850
3851         return 0;
3852 }
3853
3854 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3855                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3856 {
3857         struct mem_cgroup_event *event =
3858                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3859
3860         event->wqh = wqh;
3861         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3862 }
3863
3864 /*
3865  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3866  *
3867  * Parse input and register new cgroup event handler.
3868  *
3869  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3870  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3871  */
3872 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3873                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3874 {
3875         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3877         struct mem_cgroup_event *event;
3878         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3879         unsigned int efd, cfd;
3880         struct fd efile;
3881         struct fd cfile;
3882         const char *name;
3883         char *endp;
3884         int ret;
3885
3886         buf = strstrip(buf);
3887
3888         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3889         if (*endp != ' ')
3890                 return -EINVAL;
3891         buf = endp + 1;
3892
3893         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3894         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3895                 return -EINVAL;
3896         buf = endp + 1;
3897
3898         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3899         if (!event)
3900                 return -ENOMEM;
3901
3902         event->memcg = memcg;
3903         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3904         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3905         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3906         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3907
3908         efile = fdget(efd);
3909         if (!efile.file) {
3910                 ret = -EBADF;
3911                 goto out_kfree;
3912         }
3913
3914         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3915         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3916                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3917                 goto out_put_efile;
3918         }
3919
3920         cfile = fdget(cfd);
3921         if (!cfile.file) {
3922                 ret = -EBADF;
3923                 goto out_put_eventfd;
3924         }
3925
3926         /* the process need read permission on control file */
3927         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3928         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3929         if (ret < 0)
3930                 goto out_put_cfile;
3931
3932         /*
3933          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3934          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3935          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3936          * is for compatibility anyway.
3937          *
3938          * DO NOT ADD NEW FILES.
3939          */
3940         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3941
3942         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3943                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3944                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3945         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3946                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3947                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3948         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3949                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3950                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3951         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3952                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3953                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3954         } else {
3955                 ret = -EINVAL;
3956                 goto out_put_cfile;
3957         }
3958
3959         /*
3960          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3961          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3962          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3963          */
3964         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3965                                                &memory_cgrp_subsys);
3966         ret = -EINVAL;
3967         if (IS_ERR(cfile_css))
3968                 goto out_put_cfile;
3969         if (cfile_css != css) {
3970                 css_put(cfile_css);
3971                 goto out_put_cfile;
3972         }
3973
3974         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3975         if (ret)
3976                 goto out_put_css;
3977
3978         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3979
3980         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3981         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3982         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3983
3984         fdput(cfile);
3985         fdput(efile);
3986
3987         return nbytes;
3988
3989 out_put_css:
3990         css_put(css);
3991 out_put_cfile:
3992         fdput(cfile);
3993 out_put_eventfd:
3994         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3995 out_put_efile:
3996         fdput(efile);
3997 out_kfree:
3998         kfree(event);
3999
4000         return ret;
4001 }
4002
4003 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4004         {
4005                 .name = "usage_in_bytes",
4006                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4007                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4008         },
4009         {
4010                 .name = "max_usage_in_bytes",
4011                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4012                 .write = mem_cgroup_reset,
4013                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4014         },
4015         {
4016                 .name = "limit_in_bytes",
4017                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4018                 .write = mem_cgroup_write,
4019                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4020         },
4021         {
4022                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4023                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4024                 .write = mem_cgroup_write,
4025                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4026         },
4027         {
4028                 .name = "failcnt",
4029                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4030                 .write = mem_cgroup_reset,
4031                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4032         },
4033         {
4034                 .name = "stat",
4035                 .seq_show = memcg_stat_show,
4036         },
4037         {
4038                 .name = "force_empty",
4039                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4040         },
4041         {
4042                 .name = "use_hierarchy",
4043                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4044                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4045         },
4046         {
4047                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4048                 .write = memcg_write_event_control,
4049                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4050         },
4051         {
4052                 .name = "swappiness",
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4054                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4055         },
4056         {
4057                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4058                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4059                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "oom_control",
4063                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4064                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4065                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4066         },
4067         {
4068                 .name = "pressure_level",
4069         },
4070 #ifdef CONFIG_NUMA
4071         {
4072                 .name = "numa_stat",
4073                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4074         },
4075 #endif
4076 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4077         {
4078                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4079                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4080                 .write = mem_cgroup_write,
4081                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4082         },
4083         {
4084                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4085                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4086                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4087         },
4088         {
4089                 .name = "kmem.failcnt",
4090                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4091                 .write = mem_cgroup_reset,
4092                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4093         },
4094         {
4095                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4096                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4097                 .write = mem_cgroup_reset,
4098                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4099         },
4100 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4101         {
4102                 .name = "kmem.slabinfo",
4103                 .seq_start = slab_start,
4104                 .seq_next = slab_next,
4105                 .seq_stop = slab_stop,
4106                 .seq_show = memcg_slab_show,
4107         },
4108 #endif
4109 #endif
4110         { },    /* terminate */
4111 };
4112
4113 /*
4114  * Private memory cgroup IDR
4115  *
4116  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4117  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4118  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4119  * memory-controlled cgroups to 64k.
4120  *
4121  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4122  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4123  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4124  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4125  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4126  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4127  *
4128  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4129  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4130  * when the CSS is offlined.
4131  *
4132  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4133  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4134  * those references are manageable from userspace.
4135  */
4136
4137 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4138
4139 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4140 {
4141         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4142 }
4143
4144 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
4145 {
4146         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
4147                 /*
4148                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
4149                  * always be >= 1.
4150                  */
4151                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
4152                         VM_BUG_ON(1);
4153                         break;
4154                 }
4155                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4156                 if (!memcg)
4157                         memcg = root_mem_cgroup;
4158         }
4159         return memcg;
4160 }
4161
4162 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4163 {
4164         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4165                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4166                 memcg->id.id = 0;
4167
4168                 /* Memcg ID pins CSS */
4169                 css_put(&memcg->css);
4170         }
4171 }
4172
4173 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4174 {
4175         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4176 }
4177
4178 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4179 {
4180         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4181 }
4182
4183 /**
4184  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4185  * @id: the memcg id to look up
4186  *
4187  * Caller must hold rcu_read_lock().
4188  */
4189 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4190 {
4191         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4192         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4193 }
4194
4195 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4196 {
4197         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4198         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4199         int zone, tmp = node;
4200         /*
4201          * This routine is called against possible nodes.
4202          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4203          *
4204          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4205          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4206          *       function.
4207          */
4208         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4209                 tmp = -1;
4210         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4211         if (!pn)
4212                 return 1;
4213
4214         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4215                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4216                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4217                 mz->usage_in_excess = 0;
4218                 mz->on_tree = false;
4219                 mz->memcg = memcg;
4220         }
4221         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4222         return 0;
4223 }
4224
4225 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4226 {
4227         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4228 }
4229
4230 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4231 {
4232         struct mem_cgroup *memcg;
4233         size_t size;
4234
4235         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4236         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4237
4238         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4239         if (!memcg)
4240                 return NULL;
4241
4242         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4243         if (!memcg->stat)
4244                 goto out_free;
4245
4246         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4247                 goto out_free_stat;
4248
4249         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4250                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4251                                  GFP_KERNEL);
4252         if (memcg->id.id < 0)
4253                 goto out_free_stat;
4254
4255         return memcg;
4256
4257 out_free_stat:
4258         free_percpu(memcg->stat);
4259 out_free:
4260         kfree(memcg);
4261         return NULL;
4262 }
4263
4264 /*
4265  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4266  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4267  *
4268  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4269  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4270  * it goes down to 0.
4271  *
4272  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4273  */
4274
4275 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4276 {
4277         int node;
4278
4279         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4280
4281         for_each_node(node)
4282                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4283
4284         free_percpu(memcg->stat);
4285         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4286         kfree(memcg);
4287 }
4288
4289 /*
4290  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4291  */
4292 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4293 {
4294         if (!memcg->memory.parent)
4295                 return NULL;
4296         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4297 }
4298 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4299
4300 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4301 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4302 {
4303         struct mem_cgroup *memcg;
4304         long error = -ENOMEM;
4305         int node;
4306
4307         memcg = mem_cgroup_alloc();
4308         if (!memcg)
4309                 return ERR_PTR(error);
4310
4311         for_each_node(node)
4312                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4313                         goto free_out;
4314
4315         /* root ? */
4316         if (parent_css == NULL) {
4317                 root_mem_cgroup = memcg;
4318                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4319                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4320                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4321                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4322                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4323                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4324         }
4325
4326         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4327         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4328         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4329         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4330         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4331         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4332         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4333         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4334 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4335         memcg->kmemcg_id = -1;
4336 #endif
4337 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4338         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4339 #endif
4340         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4341         return &memcg->css;
4342
4343 free_out:
4344         idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4345         __mem_cgroup_free(memcg);
4346         return ERR_PTR(error);
4347 }
4348
4349 static int
4350 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4351 {
4352         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4353         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4354         int ret;
4355
4356         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4357         mem_cgroup_id_get(mem_cgroup_from_css(css));
4358         css_get(css);
4359
4360         if (!parent)
4361                 return 0;
4362
4363         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4364
4365         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4366         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4367         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4368
4369         if (parent->use_hierarchy) {
4370                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4371                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4372                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4373                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4374                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4375
4376                 /*
4377                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4378                  * core guarantees its existence.
4379                  */
4380         } else {
4381                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4382                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4383                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4384                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4385                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4386                 /*
4387                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4388                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4389                  * unfortunate state in our controller.
4390                  */
4391                 if (parent != root_mem_cgroup)
4392                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4393         }
4394         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4395
4396         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4397         if (ret)
4398                 return ret;
4399
4400         /*
4401          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4402          * orders reading memcg->initialized against its callers
4403          * reading the memcg members.
4404          */
4405         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4406
4407         return 0;
4408 }
4409
4410 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4411 {
4412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4413         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4414
4415         /*
4416          * Unregister events and notify userspace.
4417          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4418          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4419          */
4420         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4421         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4422                 list_del_init(&event->list);
4423                 schedule_work(&event->remove);
4424         }
4425         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4426
4427         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4428
4429         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4430
4431         wb_memcg_offline(memcg);
4432
4433         mem_cgroup_id_put(memcg);
4434 }
4435
4436 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4437 {
4438         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4439
4440         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4441 }
4442
4443 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4444 {
4445         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4446
4447         memcg_destroy_kmem(memcg);
4448         __mem_cgroup_free(memcg);
4449 }
4450
4451 /**
4452  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4453  * @css: the target css
4454  *
4455  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4456  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4457  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4458  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4459  * made visible again.
4460  *
4461  * The current implementation only resets the essential configurations.
4462  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4463  */
4464 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4465 {
4466         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4467
4468         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4469         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4470         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4471         memcg->low = 0;
4472         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4473         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4474         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4475 }
4476
4477 #ifdef CONFIG_MMU
4478 /* Handlers for move charge at task migration. */
4479 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4480 {
4481         int ret;
4482
4483         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4484         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4485         if (!ret) {
4486                 mc.precharge += count;
4487                 return ret;
4488         }
4489
4490         /* Try charges one by one with reclaim */
4491         while (count--) {
4492                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4493                 if (ret)
4494                         return ret;
4495                 mc.precharge++;
4496                 cond_resched();
4497         }
4498         return 0;
4499 }
4500
4501 /**
4502  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4503  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4504  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4505  * @ptent: the pte to be checked
4506  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4507  *
4508  * Returns
4509  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4510  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4511  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4512  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4513  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4514  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4515  *     in target->ent.
4516  *
4517  * Called with pte lock held.
4518  */
4519 union mc_target {
4520         struct page     *page;
4521         swp_entry_t     ent;
4522 };
4523
4524 enum mc_target_type {
4525         MC_TARGET_NONE = 0,
4526         MC_TARGET_PAGE,
4527         MC_TARGET_SWAP,
4528 };
4529
4530 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4531                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4532 {
4533         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4534
4535         if (!page || !page_mapped(page))
4536                 return NULL;
4537         if (PageAnon(page)) {
4538                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4539                         return NULL;
4540         } else {
4541                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4542                         return NULL;
4543         }
4544         if (!get_page_unless_zero(page))
4545                 return NULL;
4546
4547         return page;
4548 }
4549
4550 #ifdef CONFIG_SWAP
4551 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4552                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4553 {
4554         struct page *page = NULL;
4555         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4556
4557         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4558                 return NULL;
4559         /*
4560          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4561          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4562          */
4563         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4564         if (do_swap_account)
4565                 entry->val = ent.val;
4566
4567         return page;
4568 }
4569 #else
4570 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4571                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4572 {
4573         return NULL;
4574 }
4575 #endif
4576
4577 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4578                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4579 {
4580         struct page *page = NULL;
4581         struct address_space *mapping;
4582         pgoff_t pgoff;
4583
4584         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4585                 return NULL;
4586         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4587                 return NULL;
4588
4589         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4590         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4591
4592         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4593 #ifdef CONFIG_SWAP
4594         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4595         if (shmem_mapping(mapping)) {
4596                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4597                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4598                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4599                         if (do_swap_account)
4600                                 *entry = swp;
4601                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4602                 }
4603         } else
4604                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4605 #else
4606         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4607 #endif
4608         return page;
4609 }
4610
4611 /**
4612  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4613  * @page: the page
4614  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4615  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4616  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4617  *
4618  * The caller must confirm following.
4619  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4620  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4621  *
4622  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4623  * from old cgroup.
4624  */
4625 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4626                                    unsigned int nr_pages,
4627                                    struct mem_cgroup *from,
4628                                    struct mem_cgroup *to)
4629 {
4630         unsigned long flags;
4631         int ret;
4632         bool anon;
4633
4634         VM_BUG_ON(from == to);
4635         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4636         /*
4637          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4638          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4639          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4640          * hold it.
4641          */
4642         ret = -EBUSY;
4643         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4644                 goto out;
4645
4646         /*
4647          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4648          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4649          */
4650         if (!trylock_page(page))
4651                 goto out;
4652
4653         ret = -EINVAL;
4654         if (page->mem_cgroup != from)
4655                 goto out_unlock;
4656
4657         anon = PageAnon(page);
4658
4659         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4660
4661         if (!anon && page_mapped(page)) {
4662                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4663                                nr_pages);
4664                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4665                                nr_pages);
4666         }
4667
4668         /*
4669          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4670          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4671          * So mapping should be stable for dirty pages.
4672          */
4673         if (!anon && PageDirty(page)) {
4674                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4675
4676                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4677                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4678                                        nr_pages);
4679                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4680                                        nr_pages);
4681                 }
4682         }
4683
4684         if (PageWriteback(page)) {
4685                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4686                                nr_pages);
4687                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4688                                nr_pages);
4689         }
4690
4691         /*
4692          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4693          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4694          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4695          */
4696
4697         /* caller should have done css_get */
4698         page->mem_cgroup = to;
4699         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4700
4701         ret = 0;
4702
4703         local_irq_disable();
4704         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4705         memcg_check_events(to, page);
4706         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4707         memcg_check_events(from, page);
4708         local_irq_enable();
4709 out_unlock:
4710         unlock_page(page);
4711 out:
4712         return ret;
4713 }
4714
4715 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4716                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4717 {
4718         struct page *page = NULL;
4719         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4720         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4721
4722         if (pte_present(ptent))
4723                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4724         else if (is_swap_pte(ptent))
4725                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4726         else if (pte_none(ptent))
4727                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4728
4729         if (!page && !ent.val)
4730                 return ret;
4731         if (page) {
4732                 /*
4733                  * Do only loose check w/o serialization.
4734                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4735                  * not under LRU exclusion.
4736                  */
4737                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4738                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4739                         if (target)
4740                                 target->page = page;
4741                 }
4742                 if (!ret || !target)
4743                         put_page(page);
4744         }
4745         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4746         if (ent.val && !ret &&
4747             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4748                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4749                 if (target)
4750                         target->ent = ent;
4751         }
4752         return ret;
4753 }
4754
4755 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4756 /*
4757  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4758  * support them for now.
4759  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4760  */
4761 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4762                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4763 {
4764         struct page *page = NULL;
4765         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4766
4767         page = pmd_page(pmd);
4768         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4769         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4770                 return ret;
4771         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4772                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4773                 if (target) {
4774                         get_page(page);
4775                         target->page = page;
4776                 }
4777         }
4778         return ret;
4779 }
4780 #else
4781 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4782                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4783 {
4784         return MC_TARGET_NONE;
4785 }
4786 #endif
4787
4788 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4789                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4790                                         struct mm_walk *walk)
4791 {
4792         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4793         pte_t *pte;
4794         spinlock_t *ptl;
4795
4796         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4797                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4798                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4799                 spin_unlock(ptl);
4800                 return 0;
4801         }
4802
4803         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4804                 return 0;
4805         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4806         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4807                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4808                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4809         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4810         cond_resched();
4811
4812         return 0;
4813 }
4814
4815 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4816 {
4817         unsigned long precharge;
4818
4819         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4820                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4821                 .mm = mm,
4822         };
4823         down_read(&mm->mmap_sem);
4824         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4825         up_read(&mm->mmap_sem);
4826
4827         precharge = mc.precharge;
4828         mc.precharge = 0;
4829
4830         return precharge;
4831 }
4832
4833 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4834 {
4835         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4836
4837         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4838         mc.moving_task = current;
4839         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4840 }
4841
4842 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4843 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4844 {
4845         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4846         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4847
4848         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4849         if (mc.precharge) {
4850                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4851                 mc.precharge = 0;
4852         }
4853         /*
4854          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4855          * we must uncharge here.
4856          */
4857         if (mc.moved_charge) {
4858                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4859                 mc.moved_charge = 0;
4860         }
4861         /* we must fixup refcnts and charges */
4862         if (mc.moved_swap) {
4863                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4864                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4865                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4866
4867                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4868
4869                 /*
4870                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4871                  * should uncharge to->memory.
4872                  */
4873                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4874                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4875
4876                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
4877                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4878
4879                 mc.moved_swap = 0;
4880         }
4881         memcg_oom_recover(from);
4882         memcg_oom_recover(to);
4883         wake_up_all(&mc.waitq);
4884 }
4885
4886 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4887 {
4888         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4889
4890         /*
4891          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4892          * task migration.
4893          */
4894         mc.moving_task = NULL;
4895         __mem_cgroup_clear_mc();
4896         spin_lock(&mc.lock);
4897         mc.from = NULL;
4898         mc.to = NULL;
4899         mc.mm = NULL;
4900         spin_unlock(&mc.lock);
4901
4902         mmput(mm);
4903 }
4904
4905 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4906 {
4907         struct cgroup_subsys_state *css;
4908         struct mem_cgroup *memcg;
4909         struct mem_cgroup *from;
4910         struct task_struct *leader, *p;
4911         struct mm_struct *mm;
4912         unsigned long move_flags;
4913         int ret = 0;
4914
4915         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4916         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4917                 return 0;
4918
4919         /*
4920          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4921          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4922          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4923          * multiple.
4924          */
4925         p = NULL;
4926         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4927                 WARN_ON_ONCE(p);
4928                 p = leader;
4929                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4930         }
4931         if (!p)
4932                 return 0;
4933
4934         /*
4935          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4936          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4937          * So we need to save it, and keep it going.
4938          */
4939         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4940         if (!move_flags)
4941                 return 0;
4942
4943         from = mem_cgroup_from_task(p);
4944
4945         VM_BUG_ON(from == memcg);
4946
4947         mm = get_task_mm(p);
4948         if (!mm)
4949                 return 0;
4950         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4951         if (mm->owner == p) {
4952                 VM_BUG_ON(mc.from);
4953                 VM_BUG_ON(mc.to);
4954                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4955                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4956                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4957
4958                 spin_lock(&mc.lock);
4959                 mc.mm = mm;
4960                 mc.from = from;
4961                 mc.to = memcg;
4962                 mc.flags = move_flags;
4963                 spin_unlock(&mc.lock);
4964                 /* We set mc.moving_task later */
4965
4966                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4967                 if (ret)
4968                         mem_cgroup_clear_mc();
4969         } else {
4970                 mmput(mm);
4971         }
4972         return ret;
4973 }
4974
4975 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4976 {
4977         if (mc.to)
4978                 mem_cgroup_clear_mc();
4979 }
4980
4981 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4982                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4983                                 struct mm_walk *walk)
4984 {
4985         int ret = 0;
4986         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4987         pte_t *pte;
4988         spinlock_t *ptl;
4989         enum mc_target_type target_type;
4990         union mc_target target;
4991         struct page *page;
4992
4993         /*
4994          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4995          * happens because:
4996          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4997          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4998          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4999          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5000          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5001          *    part of thp split is not executed yet.
5002          */
5003         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
5004                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5005                         spin_unlock(ptl);
5006                         return 0;
5007                 }
5008                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5009                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5010                         page = target.page;
5011                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5012                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5013                                                              mc.from, mc.to)) {
5014                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5015                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5016                                 }
5017                                 putback_lru_page(page);
5018                         }
5019                         put_page(page);
5020                 }
5021                 spin_unlock(ptl);
5022                 return 0;
5023         }
5024
5025         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5026                 return 0;
5027 retry:
5028         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5029         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5030                 pte_t ptent = *(pte++);
5031                 swp_entry_t ent;
5032
5033                 if (!mc.precharge)
5034                         break;
5035
5036                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5037                 case MC_TARGET_PAGE:
5038                         page = target.page;
5039                         if (isolate_lru_page(page))
5040                                 goto put;
5041                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
5042                                 mc.precharge--;
5043                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5044                                 mc.moved_charge++;
5045                         }
5046                         putback_lru_page(page);
5047 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5048                         put_page(page);
5049                         break;
5050                 case MC_TARGET_SWAP:
5051                         ent = target.ent;
5052                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5053                                 mc.precharge--;
5054                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5055                                 mc.moved_swap++;
5056                         }
5057                         break;
5058                 default:
5059                         break;
5060                 }
5061         }
5062         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5063         cond_resched();
5064
5065         if (addr != end) {
5066                 /*
5067                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5068                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5069                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5070                  * phase.
5071                  */
5072                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5073                 if (!ret)
5074                         goto retry;
5075         }
5076
5077         return ret;
5078 }
5079
5080 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5081 {
5082         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5083                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5084                 .mm = mc.mm,
5085         };
5086
5087         lru_add_drain_all();
5088         /*
5089          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
5090          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5091          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5092          */
5093         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5094         synchronize_rcu();
5095 retry:
5096         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5097                 /*
5098                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5099                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5100                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5101                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5102                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5103                  */
5104                 __mem_cgroup_clear_mc();
5105                 cond_resched();
5106                 goto retry;
5107         }
5108         /*
5109          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5110          * additional charge, the page walk just aborts.
5111          */
5112         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5113         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5114         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5115 }
5116
5117 static void mem_cgroup_move_task(void)
5118 {
5119         if (mc.to) {
5120                 mem_cgroup_move_charge();
5121                 mem_cgroup_clear_mc();
5122         }
5123 }
5124 #else   /* !CONFIG_MMU */
5125 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5126 {
5127         return 0;
5128 }
5129 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5130 {
5131 }
5132 static void mem_cgroup_move_task(void)
5133 {
5134 }
5135 #endif
5136
5137 /*
5138  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5139  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5140  * attempt.
5141  */
5142 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5143 {
5144         /*
5145          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5146          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5147          * on for the root memcg is enough.
5148          */
5149         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5150                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5151         else
5152                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5153 }
5154
5155 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5156                                struct cftype *cft)
5157 {
5158         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5159
5160         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5161 }
5162
5163 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5164 {
5165         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5166         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5167
5168         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5169                 seq_puts(m, "max\n");
5170         else
5171                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5172
5173         return 0;
5174 }
5175
5176 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5177                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5178 {
5179         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5180         unsigned long low;
5181         int err;
5182
5183         buf = strstrip(buf);
5184         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5185         if (err)
5186                 return err;
5187
5188         memcg->low = low;
5189
5190         return nbytes;
5191 }
5192
5193 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5194 {
5195         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5196         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5197
5198         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5199                 seq_puts(m, "max\n");
5200         else
5201                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5202
5203         return 0;
5204 }
5205
5206 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5207                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5208 {
5209         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5210         unsigned long nr_pages;
5211         unsigned long high;
5212         int err;
5213
5214         buf = strstrip(buf);
5215         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5216         if (err)
5217                 return err;
5218
5219         memcg->high = high;
5220
5221         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5222         if (nr_pages > high)
5223                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5224                                              GFP_KERNEL, true);
5225
5226         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5227         return nbytes;
5228 }
5229
5230 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5231 {
5232         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5233         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5234
5235         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5236                 seq_puts(m, "max\n");
5237         else
5238                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5239
5240         return 0;
5241 }
5242
5243 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5244                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5245 {
5246         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5247         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5248         bool drained = false;
5249         unsigned long max;
5250         int err;
5251
5252         buf = strstrip(buf);
5253         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5254         if (err)
5255                 return err;
5256
5257         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5258
5259         for (;;) {
5260                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5261
5262                 if (nr_pages <= max)
5263                         break;
5264
5265                 if (signal_pending(current)) {
5266                         err = -EINTR;
5267                         break;
5268                 }
5269
5270                 if (!drained) {
5271                         drain_all_stock(memcg);
5272                         drained = true;
5273                         continue;
5274                 }
5275
5276                 if (nr_reclaims) {
5277                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5278                                                           GFP_KERNEL, true))
5279                                 nr_reclaims--;
5280                         continue;
5281                 }
5282
5283                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5284                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5285                         break;
5286         }
5287
5288         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5289         return nbytes;
5290 }
5291
5292 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5293 {
5294         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5295
5296         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5297         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5298         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5299         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5300
5301         return 0;
5302 }
5303
5304 static struct cftype memory_files[] = {
5305         {
5306                 .name = "current",
5307                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5308                 .read_u64 = memory_current_read,
5309         },
5310         {
5311                 .name = "low",
5312                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5313                 .seq_show = memory_low_show,
5314                 .write = memory_low_write,
5315         },
5316         {
5317                 .name = "high",
5318                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5319                 .seq_show = memory_high_show,
5320                 .write = memory_high_write,
5321         },
5322         {
5323                 .name = "max",
5324                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5325                 .seq_show = memory_max_show,
5326                 .write = memory_max_write,
5327         },
5328         {
5329                 .name = "events",
5330                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5331                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5332                 .seq_show = memory_events_show,
5333         },
5334         { }     /* terminate */
5335 };
5336
5337 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5338         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5339         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5340         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5341         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5342         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5343         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5344         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5345         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5346         .attach = mem_cgroup_move_task,
5347         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5348         .bind = mem_cgroup_bind,
5349         .dfl_cftypes = memory_files,
5350         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5351         .early_init = 0,
5352 };
5353
5354 /**
5355  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5356  * @root: the highest ancestor to consider
5357  * @memcg: the memory cgroup to check
5358  *
5359  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5360  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5361  */
5362 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5363 {
5364         if (mem_cgroup_disabled())
5365                 return false;
5366
5367         /*
5368          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5369          * it's never low when looked at directly, and it is not
5370          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5371          */
5372
5373         if (memcg == root_mem_cgroup)
5374                 return false;
5375
5376         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5377                 return false;
5378
5379         while (memcg != root) {
5380                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5381
5382                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5383                         break;
5384
5385                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5386                         return false;
5387         }
5388         return true;
5389 }
5390
5391 /**
5392  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5393  * @page: page to charge
5394  * @mm: mm context of the victim
5395  * @gfp_mask: reclaim mode
5396  * @memcgp: charged memcg return
5397  *
5398  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5399  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5400  *
5401  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5402  * Otherwise, an error code is returned.
5403  *
5404  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5405  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5406  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5407  */
5408 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5409                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5410 {
5411         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5412         unsigned int nr_pages = 1;
5413         int ret = 0;
5414
5415         if (mem_cgroup_disabled())
5416                 goto out;
5417
5418         if (PageSwapCache(page)) {
5419                 /*
5420                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5421                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5422                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5423                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5424                  * in turn serializes uncharging.
5425                  */
5426                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5427                 if (page->mem_cgroup)
5428                         goto out;
5429
5430                 if (do_swap_account) {
5431                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5432                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5433
5434                         rcu_read_lock();
5435                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5436                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5437                                 memcg = NULL;
5438                         rcu_read_unlock();
5439                 }
5440         }
5441
5442         if (PageTransHuge(page)) {
5443                 nr_pages <<= compound_order(page);
5444                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5445         }
5446
5447         if (!memcg)
5448                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5449
5450         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5451
5452         css_put(&memcg->css);
5453 out:
5454         *memcgp = memcg;
5455         return ret;
5456 }
5457
5458 /**
5459  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5460  * @page: page to charge
5461  * @memcg: memcg to charge the page to
5462  * @lrucare: page might be on LRU already
5463  *
5464  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5465  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5466  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5467  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5468  *
5469  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5470  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5471  *
5472  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5473  */
5474 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5475                               bool lrucare)
5476 {
5477         unsigned int nr_pages = 1;
5478
5479         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5480         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5481
5482         if (mem_cgroup_disabled())
5483                 return;
5484         /*
5485          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5486          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5487          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5488          */
5489         if (!memcg)
5490                 return;
5491
5492         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5493
5494         if (PageTransHuge(page)) {
5495                 nr_pages <<= compound_order(page);
5496                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5497         }
5498
5499         local_irq_disable();
5500         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5501         memcg_check_events(memcg, page);
5502         local_irq_enable();
5503
5504         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5505                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5506                 /*
5507                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5508                  * let's not wait for it.  The page already received a
5509                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5510                  */
5511                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5512         }
5513 }
5514
5515 /**
5516  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5517  * @page: page to charge
5518  * @memcg: memcg to charge the page to
5519  *
5520  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5521  */
5522 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5523 {
5524         unsigned int nr_pages = 1;
5525
5526         if (mem_cgroup_disabled())
5527                 return;
5528         /*
5529          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5530          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5531          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5532          */
5533         if (!memcg)
5534                 return;
5535
5536         if (PageTransHuge(page)) {
5537                 nr_pages <<= compound_order(page);
5538                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5539         }
5540
5541         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5542 }
5543
5544 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5545                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5546                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5547 {
5548         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5549         unsigned long flags;
5550
5551         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5552                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5553                 if (do_swap_account)
5554                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5555                 memcg_oom_recover(memcg);
5556         }
5557
5558         local_irq_save(flags);
5559         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5560         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5561         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5562         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5563         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5564         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5565         local_irq_restore(flags);
5566
5567         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5568                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5569 }
5570
5571 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5572 {
5573         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5574         unsigned long nr_anon = 0;
5575         unsigned long nr_file = 0;
5576         unsigned long nr_huge = 0;
5577         unsigned long pgpgout = 0;
5578         struct list_head *next;
5579         struct page *page;
5580
5581         next = page_list->next;
5582         do {
5583                 unsigned int nr_pages = 1;
5584
5585                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5586                 next = page->lru.next;
5587
5588                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5589                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5590
5591                 if (!page->mem_cgroup)
5592                         continue;
5593
5594                 /*
5595                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5596                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5597                  * exclusive access to the page.
5598                  */
5599
5600                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5601                         if (memcg) {
5602                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5603                                                nr_huge, page);
5604                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5605                         }
5606                         memcg = page->mem_cgroup;
5607                 }
5608
5609                 if (PageTransHuge(page)) {
5610                         nr_pages <<= compound_order(page);
5611                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5612                         nr_huge += nr_pages;
5613                 }
5614
5615                 if (PageAnon(page))
5616                         nr_anon += nr_pages;
5617                 else
5618                         nr_file += nr_pages;
5619
5620                 page->mem_cgroup = NULL;
5621
5622                 pgpgout++;
5623         } while (next != page_list);
5624
5625         if (memcg)
5626                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5627                                nr_huge, page);
5628 }
5629
5630 /**
5631  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5632  * @page: page to uncharge
5633  *
5634  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5635  * mem_cgroup_commit_charge().
5636  */
5637 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5638 {
5639         if (mem_cgroup_disabled())
5640                 return;
5641
5642         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5643         if (!page->mem_cgroup)
5644                 return;
5645
5646         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5647         uncharge_list(&page->lru);
5648 }
5649
5650 /**
5651  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5652  * @page_list: list of pages to uncharge
5653  *
5654  * Uncharge a list of pages previously charged with
5655  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5656  */
5657 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5658 {
5659         if (mem_cgroup_disabled())
5660                 return;
5661
5662         if (!list_empty(page_list))
5663                 uncharge_list(page_list);
5664 }
5665
5666 /**
5667  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5668  * @oldpage: currently charged page
5669  * @newpage: page to transfer the charge to
5670  *
5671  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5672  *
5673  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5674  * Either or both pages might be on the LRU already.
5675  */
5676 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5677 {
5678         struct mem_cgroup *memcg;
5679         int isolated;
5680
5681         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5682         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5683         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5684         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5685                        newpage);
5686
5687         if (mem_cgroup_disabled())
5688                 return;
5689
5690         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5691         if (newpage->mem_cgroup)
5692                 return;
5693
5694         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5695         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5696         if (!memcg)
5697                 return;
5698
5699         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5700         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5701         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5702
5703         commit_charge(newpage, memcg, true);
5704 }
5705
5706 /*
5707  * subsys_initcall() for memory controller.
5708  *
5709  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5710  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5711  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5712  * be initialized from here.
5713  */
5714 static int __init mem_cgroup_init(void)
5715 {
5716         int cpu, node;
5717
5718         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5719
5720         for_each_possible_cpu(cpu)
5721                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5722                           drain_local_stock);
5723
5724         for_each_node(node) {
5725                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5726                 int zone;
5727
5728                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5729                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5730
5731                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5732                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5733
5734                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5735                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5736                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5737                 }
5738                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5739         }
5740
5741         return 0;
5742 }
5743 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5744
5745 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5746 /**
5747  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5748  * @page: page whose memsw charge to transfer
5749  * @entry: swap entry to move the charge to
5750  *
5751  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5752  */
5753 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5754 {
5755         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5756         unsigned short oldid;
5757
5758         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5759         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5760
5761         if (!do_swap_account)
5762                 return;
5763
5764         memcg = page->mem_cgroup;
5765
5766         /* Readahead page, never charged */
5767         if (!memcg)
5768                 return;
5769
5770         /*
5771          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
5772          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
5773          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
5774          */
5775         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5776         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg));
5777         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5778         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, true);
5779
5780         page->mem_cgroup = NULL;
5781
5782         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5783                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5784
5785         if (memcg != swap_memcg) {
5786                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
5787                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, 1);
5788                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5789         }
5790
5791         /*
5792          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5793          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5794          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5795          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5796          */
5797         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5798         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5799         memcg_check_events(memcg, page);
5800
5801         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5802                 css_put(&memcg->css);
5803 }
5804
5805 /**
5806  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5807  * @entry: swap entry to uncharge
5808  *
5809  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5810  */
5811 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5812 {
5813         struct mem_cgroup *memcg;
5814         unsigned short id;
5815
5816         if (!do_swap_account)
5817                 return;
5818
5819         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5820         rcu_read_lock();
5821         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5822         if (memcg) {
5823                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5824                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5825                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5826                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5827         }
5828         rcu_read_unlock();
5829 }
5830
5831 /* for remember boot option*/
5832 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5833 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5834 #else
5835 static int really_do_swap_account __initdata;
5836 #endif
5837
5838 static int __init enable_swap_account(char *s)
5839 {
5840         if (!strcmp(s, "1"))
5841                 really_do_swap_account = 1;
5842         else if (!strcmp(s, "0"))
5843                 really_do_swap_account = 0;
5844         return 1;
5845 }
5846 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5847
5848 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5849         {
5850                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5851                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5852                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5853         },
5854         {
5855                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5856                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5857                 .write = mem_cgroup_reset,
5858                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5859         },
5860         {
5861                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5862                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5863                 .write = mem_cgroup_write,
5864                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5865         },
5866         {
5867                 .name = "memsw.failcnt",
5868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5869                 .write = mem_cgroup_reset,
5870                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5871         },
5872         { },    /* terminate */
5873 };
5874
5875 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5876 {
5877         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5878                 do_swap_account = 1;
5879                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5880                                                   memsw_cgroup_files));
5881         }
5882         return 0;
5883 }
5884 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5885
5886 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */