Merge tag 'for-linus-4.3-rc0b-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[pandora-kernel.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include <net/tcp_memcontrol.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
79 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
80 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_root_css __read_mostly;
81
82 /* Whether the swap controller is active */
83 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
84 int do_swap_account __read_mostly;
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
90         "cache",
91         "rss",
92         "rss_huge",
93         "mapped_file",
94         "dirty",
95         "writeback",
96         "swap",
97 };
98
99 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
100         "pgpgin",
101         "pgpgout",
102         "pgfault",
103         "pgmajfault",
104 };
105
106 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
107         "inactive_anon",
108         "active_anon",
109         "inactive_file",
110         "active_file",
111         "unevictable",
112 };
113
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
117
118 /*
119  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
120  * their hierarchy representation
121  */
122
123 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
124         struct rb_root rb_root;
125         spinlock_t lock;
126 };
127
128 struct mem_cgroup_tree_per_node {
129         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
130 };
131
132 struct mem_cgroup_tree {
133         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
134 };
135
136 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
137
138 /* for OOM */
139 struct mem_cgroup_eventfd_list {
140         struct list_head list;
141         struct eventfd_ctx *eventfd;
142 };
143
144 /*
145  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
146  */
147 struct mem_cgroup_event {
148         /*
149          * memcg which the event belongs to.
150          */
151         struct mem_cgroup *memcg;
152         /*
153          * eventfd to signal userspace about the event.
154          */
155         struct eventfd_ctx *eventfd;
156         /*
157          * Each of these stored in a list by the cgroup.
158          */
159         struct list_head list;
160         /*
161          * register_event() callback will be used to add new userspace
162          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
163          * on eventfd to send notification to userspace.
164          */
165         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
166                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
167         /*
168          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
169          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
170          * if you want provide notification functionality.
171          */
172         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
173                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
174         /*
175          * All fields below needed to unregister event when
176          * userspace closes eventfd.
177          */
178         poll_table pt;
179         wait_queue_head_t *wqh;
180         wait_queue_t wait;
181         struct work_struct remove;
182 };
183
184 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
185 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
186
187 /* Stuffs for move charges at task migration. */
188 /*
189  * Types of charges to be moved.
190  */
191 #define MOVE_ANON       0x1U
192 #define MOVE_FILE       0x2U
193 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
194
195 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
196 static struct move_charge_struct {
197         spinlock_t        lock; /* for from, to */
198         struct mem_cgroup *from;
199         struct mem_cgroup *to;
200         unsigned long flags;
201         unsigned long precharge;
202         unsigned long moved_charge;
203         unsigned long moved_swap;
204         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
205         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
206 } mc = {
207         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
208         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
209 };
210
211 /*
212  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
213  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
214  */
215 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
216 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
217
218 enum charge_type {
219         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
220         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
221         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
222         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
223         NR_CHARGE_TYPE,
224 };
225
226 /* for encoding cft->private value on file */
227 enum res_type {
228         _MEM,
229         _MEMSWAP,
230         _OOM_TYPE,
231         _KMEM,
232 };
233
234 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
235 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
236 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
237 /* Used for OOM nofiier */
238 #define OOM_CONTROL             (0)
239
240 /*
241  * The memcg_create_mutex will be held whenever a new cgroup is created.
242  * As a consequence, any change that needs to protect against new child cgroups
243  * appearing has to hold it as well.
244  */
245 static DEFINE_MUTEX(memcg_create_mutex);
246
247 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
248 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
249 {
250         if (!memcg)
251                 memcg = root_mem_cgroup;
252         return &memcg->vmpressure;
253 }
254
255 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
256 {
257         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
258 }
259
260 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
261 {
262         return (memcg == root_mem_cgroup);
263 }
264
265 /*
266  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
267  * an unsigned short.
268  */
269 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
270
271 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
272 {
273         return memcg->css.id;
274 }
275
276 /*
277  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
278  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
279  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
280  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
281  */
282 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
283 {
284         struct cgroup_subsys_state *css;
285
286         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
287         return mem_cgroup_from_css(css);
288 }
289
290 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
291 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
292
293 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
294 {
295         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
296                 struct mem_cgroup *memcg;
297                 struct cg_proto *cg_proto;
298
299                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
300
301                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
302                  * filled. It won't however, necessarily happen from
303                  * process context. So the test for root memcg given
304                  * the current task's memcg won't help us in this case.
305                  *
306                  * Respecting the original socket's memcg is a better
307                  * decision in this case.
308                  */
309                 if (sk->sk_cgrp) {
310                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
311                         css_get(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
312                         return;
313                 }
314
315                 rcu_read_lock();
316                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
317                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
318                 if (cg_proto && test_bit(MEMCG_SOCK_ACTIVE, &cg_proto->flags) &&
319                     css_tryget_online(&memcg->css)) {
320                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
321                 }
322                 rcu_read_unlock();
323         }
324 }
325 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
326
327 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
328 {
329         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
330                 struct mem_cgroup *memcg;
331                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
332                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
333                 css_put(&sk->sk_cgrp->memcg->css);
334         }
335 }
336
337 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
338 {
339         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
340                 return NULL;
341
342         return &memcg->tcp_mem;
343 }
344 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
345
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
349 /*
350  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
351  * The main reason for not using cgroup id for this:
352  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
353  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
354  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
355  *  200 entry array for that.
356  *
357  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
358  * will double each time we have to increase it.
359  */
360 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
361 int memcg_nr_cache_ids;
362
363 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
364 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
365
366 void memcg_get_cache_ids(void)
367 {
368         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
369 }
370
371 void memcg_put_cache_ids(void)
372 {
373         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
374 }
375
376 /*
377  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
378  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
379  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
380  * tunable, but that is strictly not necessary.
381  *
382  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
383  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
384  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
385  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
386  * increase ours as well if it increases.
387  */
388 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
389 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
390
391 /*
392  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
393  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
394  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
395  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
396  */
397 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
398 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
399
400 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
401
402 static struct mem_cgroup_per_zone *
403 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
404 {
405         int nid = zone_to_nid(zone);
406         int zid = zone_idx(zone);
407
408         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
409 }
410
411 /**
412  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
413  * @page: page of interest
414  *
415  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
416  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
417  * until it is released.
418  *
419  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
420  * is returned.
421  *
422  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
423  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
424  * association before @page is released even on the default hierarchy;
425  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
426  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
427  * actually true.
428  */
429 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
430 {
431         struct mem_cgroup *memcg;
432
433         rcu_read_lock();
434
435         memcg = page->mem_cgroup;
436
437         if (!memcg || !cgroup_on_dfl(memcg->css.cgroup))
438                 memcg = root_mem_cgroup;
439
440         rcu_read_unlock();
441         return &memcg->css;
442 }
443
444 static struct mem_cgroup_per_zone *
445 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
446 {
447         int nid = page_to_nid(page);
448         int zid = page_zonenum(page);
449
450         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
451 }
452
453 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
454 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
455 {
456         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
457 }
458
459 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
460 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
461 {
462         int nid = page_to_nid(page);
463         int zid = page_zonenum(page);
464
465         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
466 }
467
468 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
469                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
470                                          unsigned long new_usage_in_excess)
471 {
472         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
473         struct rb_node *parent = NULL;
474         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
475
476         if (mz->on_tree)
477                 return;
478
479         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
480         if (!mz->usage_in_excess)
481                 return;
482         while (*p) {
483                 parent = *p;
484                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
485                                         tree_node);
486                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
487                         p = &(*p)->rb_left;
488                 /*
489                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
490                  * limit by the same amount
491                  */
492                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
493                         p = &(*p)->rb_right;
494         }
495         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
496         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
497         mz->on_tree = true;
498 }
499
500 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
501                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
502 {
503         if (!mz->on_tree)
504                 return;
505         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
506         mz->on_tree = false;
507 }
508
509 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
510                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
511 {
512         unsigned long flags;
513
514         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
515         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
516         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
517 }
518
519 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
520 {
521         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
522         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
523         unsigned long excess = 0;
524
525         if (nr_pages > soft_limit)
526                 excess = nr_pages - soft_limit;
527
528         return excess;
529 }
530
531 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
532 {
533         unsigned long excess;
534         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
535         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
536
537         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
538         /*
539          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
540          * because their event counter is not touched.
541          */
542         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
543                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
544                 excess = soft_limit_excess(memcg);
545                 /*
546                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
547                  * mem is over its softlimit.
548                  */
549                 if (excess || mz->on_tree) {
550                         unsigned long flags;
551
552                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
553                         /* if on-tree, remove it */
554                         if (mz->on_tree)
555                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
556                         /*
557                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
558                          * If excess is 0, no tree ops.
559                          */
560                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
561                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
562                 }
563         }
564 }
565
566 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
567 {
568         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
569         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
570         int nid, zid;
571
572         for_each_node(nid) {
573                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
574                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
575                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
576                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
577                 }
578         }
579 }
580
581 static struct mem_cgroup_per_zone *
582 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
583 {
584         struct rb_node *rightmost = NULL;
585         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
586
587 retry:
588         mz = NULL;
589         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
590         if (!rightmost)
591                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
592
593         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
594         /*
595          * Remove the node now but someone else can add it back,
596          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
597          * position in the tree.
598          */
599         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
600         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
601             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
602                 goto retry;
603 done:
604         return mz;
605 }
606
607 static struct mem_cgroup_per_zone *
608 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
609 {
610         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
611
612         spin_lock_irq(&mctz->lock);
613         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
614         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
615         return mz;
616 }
617
618 /*
619  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
620  *
621  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
622  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
623  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
624  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
625  *
626  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
627  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
628  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
629  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
630  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
631  *
632  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
633  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
634  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
635  * implemented.
636  */
637 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
638                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
639 {
640         long val = 0;
641         int cpu;
642
643         for_each_possible_cpu(cpu)
644                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
645         return val;
646 }
647
648 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
649                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
650 {
651         unsigned long val = 0;
652         int cpu;
653
654         for_each_possible_cpu(cpu)
655                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
656         return val;
657 }
658
659 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
660                                          struct page *page,
661                                          int nr_pages)
662 {
663         /*
664          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
665          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
666          */
667         if (PageAnon(page))
668                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
669                                 nr_pages);
670         else
671                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
672                                 nr_pages);
673
674         if (PageTransHuge(page))
675                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
676                                 nr_pages);
677
678         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
679         if (nr_pages > 0)
680                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
681         else {
682                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
683                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
684         }
685
686         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
687 }
688
689 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
690                                                   int nid,
691                                                   unsigned int lru_mask)
692 {
693         unsigned long nr = 0;
694         int zid;
695
696         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
697
698         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
699                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
700                 enum lru_list lru;
701
702                 for_each_lru(lru) {
703                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
704                                 continue;
705                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
706                         nr += mz->lru_size[lru];
707                 }
708         }
709         return nr;
710 }
711
712 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
713                         unsigned int lru_mask)
714 {
715         unsigned long nr = 0;
716         int nid;
717
718         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
719                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
720         return nr;
721 }
722
723 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
724                                        enum mem_cgroup_events_target target)
725 {
726         unsigned long val, next;
727
728         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
729         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
730         /* from time_after() in jiffies.h */
731         if ((long)next - (long)val < 0) {
732                 switch (target) {
733                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
734                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
735                         break;
736                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
737                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
738                         break;
739                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
740                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
741                         break;
742                 default:
743                         break;
744                 }
745                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
746                 return true;
747         }
748         return false;
749 }
750
751 /*
752  * Check events in order.
753  *
754  */
755 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
756 {
757         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
758         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
759                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
760                 bool do_softlimit;
761                 bool do_numainfo __maybe_unused;
762
763                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
764                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
765 #if MAX_NUMNODES > 1
766                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
767                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
768 #endif
769                 mem_cgroup_threshold(memcg);
770                 if (unlikely(do_softlimit))
771                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
772 #if MAX_NUMNODES > 1
773                 if (unlikely(do_numainfo))
774                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
775 #endif
776         }
777 }
778
779 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
780 {
781         /*
782          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
783          * if it races with swapoff, page migration, etc.
784          * So this can be called with p == NULL.
785          */
786         if (unlikely(!p))
787                 return NULL;
788
789         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
790 }
791 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
792
793 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
794 {
795         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
796
797         rcu_read_lock();
798         do {
799                 /*
800                  * Page cache insertions can happen withou an
801                  * actual mm context, e.g. during disk probing
802                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
803                  */
804                 if (unlikely(!mm))
805                         memcg = root_mem_cgroup;
806                 else {
807                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
808                         if (unlikely(!memcg))
809                                 memcg = root_mem_cgroup;
810                 }
811         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
812         rcu_read_unlock();
813         return memcg;
814 }
815
816 /**
817  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
818  * @root: hierarchy root
819  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
820  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
821  *
822  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
823  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
824  *
825  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
826  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
827  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
828  *
829  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
830  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
831  * reclaimers operating on the same zone and priority.
832  */
833 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
834                                    struct mem_cgroup *prev,
835                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
836 {
837         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
838         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
839         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
840         struct mem_cgroup *pos = NULL;
841
842         if (mem_cgroup_disabled())
843                 return NULL;
844
845         if (!root)
846                 root = root_mem_cgroup;
847
848         if (prev && !reclaim)
849                 pos = prev;
850
851         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
852                 if (prev)
853                         goto out;
854                 return root;
855         }
856
857         rcu_read_lock();
858
859         if (reclaim) {
860                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
861
862                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
863                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
864
865                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
866                         goto out_unlock;
867
868                 do {
869                         pos = READ_ONCE(iter->position);
870                         /*
871                          * A racing update may change the position and
872                          * put the last reference, hence css_tryget(),
873                          * or retry to see the updated position.
874                          */
875                 } while (pos && !css_tryget(&pos->css));
876         }
877
878         if (pos)
879                 css = &pos->css;
880
881         for (;;) {
882                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
883                 if (!css) {
884                         /*
885                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
886                          * new one might jump in right at the end of
887                          * the hierarchy - make sure they see at least
888                          * one group and restart from the beginning.
889                          */
890                         if (!prev)
891                                 continue;
892                         break;
893                 }
894
895                 /*
896                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
897                  * is provided by the caller, so we know it's alive
898                  * and kicking, and don't take an extra reference.
899                  */
900                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
901
902                 if (css == &root->css)
903                         break;
904
905                 if (css_tryget(css)) {
906                         /*
907                          * Make sure the memcg is initialized:
908                          * mem_cgroup_css_online() orders the the
909                          * initialization against setting the flag.
910                          */
911                         if (smp_load_acquire(&memcg->initialized))
912                                 break;
913
914                         css_put(css);
915                 }
916
917                 memcg = NULL;
918         }
919
920         if (reclaim) {
921                 if (cmpxchg(&iter->position, pos, memcg) == pos) {
922                         if (memcg)
923                                 css_get(&memcg->css);
924                         if (pos)
925                                 css_put(&pos->css);
926                 }
927
928                 /*
929                  * pairs with css_tryget when dereferencing iter->position
930                  * above.
931                  */
932                 if (pos)
933                         css_put(&pos->css);
934
935                 if (!memcg)
936                         iter->generation++;
937                 else if (!prev)
938                         reclaim->generation = iter->generation;
939         }
940
941 out_unlock:
942         rcu_read_unlock();
943 out:
944         if (prev && prev != root)
945                 css_put(&prev->css);
946
947         return memcg;
948 }
949
950 /**
951  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
952  * @root: hierarchy root
953  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
954  */
955 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
956                            struct mem_cgroup *prev)
957 {
958         if (!root)
959                 root = root_mem_cgroup;
960         if (prev && prev != root)
961                 css_put(&prev->css);
962 }
963
964 /*
965  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
966  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
967  * be used for reference counting.
968  */
969 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
970         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
971              iter != NULL;                              \
972              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
973
974 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
975         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
976              iter != NULL;                              \
977              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
978
979 /**
980  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
981  * @zone: zone of the wanted lruvec
982  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
983  *
984  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
985  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
986  * is disabled.
987  */
988 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
989                                       struct mem_cgroup *memcg)
990 {
991         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
992         struct lruvec *lruvec;
993
994         if (mem_cgroup_disabled()) {
995                 lruvec = &zone->lruvec;
996                 goto out;
997         }
998
999         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
1000         lruvec = &mz->lruvec;
1001 out:
1002         /*
1003          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1004          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1005          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1006          */
1007         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1008                 lruvec->zone = zone;
1009         return lruvec;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1014  * @page: the page
1015  * @zone: zone of the page
1016  *
1017  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1018  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1019  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1020  */
1021 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1022 {
1023         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1024         struct mem_cgroup *memcg;
1025         struct lruvec *lruvec;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled()) {
1028                 lruvec = &zone->lruvec;
1029                 goto out;
1030         }
1031
1032         memcg = page->mem_cgroup;
1033         /*
1034          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1035          * possibly migrated - before they are charged.
1036          */
1037         if (!memcg)
1038                 memcg = root_mem_cgroup;
1039
1040         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1041         lruvec = &mz->lruvec;
1042 out:
1043         /*
1044          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1045          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1046          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1047          */
1048         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1049                 lruvec->zone = zone;
1050         return lruvec;
1051 }
1052
1053 /**
1054  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1055  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1056  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1057  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1058  *
1059  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1060  * lru list.
1061  */
1062 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1063                                 int nr_pages)
1064 {
1065         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1066         unsigned long *lru_size;
1067
1068         if (mem_cgroup_disabled())
1069                 return;
1070
1071         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1072         lru_size = mz->lru_size + lru;
1073         *lru_size += nr_pages;
1074         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1075 }
1076
1077 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1078 {
1079         struct mem_cgroup *task_memcg;
1080         struct task_struct *p;
1081         bool ret;
1082
1083         p = find_lock_task_mm(task);
1084         if (p) {
1085                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1086                 task_unlock(p);
1087         } else {
1088                 /*
1089                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1090                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1091                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1092                  */
1093                 rcu_read_lock();
1094                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1095                 css_get(&task_memcg->css);
1096                 rcu_read_unlock();
1097         }
1098         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1099         css_put(&task_memcg->css);
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 #define mem_cgroup_from_counter(counter, member)        \
1104         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1105
1106 /**
1107  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1108  * @memcg: the memory cgroup
1109  *
1110  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1111  * pages.
1112  */
1113 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1114 {
1115         unsigned long margin = 0;
1116         unsigned long count;
1117         unsigned long limit;
1118
1119         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1120         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1121         if (count < limit)
1122                 margin = limit - count;
1123
1124         if (do_swap_account) {
1125                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1126                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1127                 if (count <= limit)
1128                         margin = min(margin, limit - count);
1129         }
1130
1131         return margin;
1132 }
1133
1134 /*
1135  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1136  *
1137  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1138  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1139  * caused by "move".
1140  */
1141 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1142 {
1143         struct mem_cgroup *from;
1144         struct mem_cgroup *to;
1145         bool ret = false;
1146         /*
1147          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1148          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1149          */
1150         spin_lock(&mc.lock);
1151         from = mc.from;
1152         to = mc.to;
1153         if (!from)
1154                 goto unlock;
1155
1156         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1157                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1158 unlock:
1159         spin_unlock(&mc.lock);
1160         return ret;
1161 }
1162
1163 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1164 {
1165         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1166                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1167                         DEFINE_WAIT(wait);
1168                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1169                         /* moving charge context might have finished. */
1170                         if (mc.moving_task)
1171                                 schedule();
1172                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1173                         return true;
1174                 }
1175         }
1176         return false;
1177 }
1178
1179 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1180 /**
1181  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1182  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1183  * @p: Task that is going to be killed
1184  *
1185  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1186  * enabled
1187  */
1188 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1189 {
1190         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1191         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1192         struct mem_cgroup *iter;
1193         unsigned int i;
1194
1195         mutex_lock(&oom_info_lock);
1196         rcu_read_lock();
1197
1198         if (p) {
1199                 pr_info("Task in ");
1200                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1201                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1202         } else {
1203                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1204         }
1205
1206         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1207         pr_cont("\n");
1208
1209         rcu_read_unlock();
1210
1211         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1212                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1213                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1214         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1215                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1216                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1217         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1218                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1219                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1220
1221         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1222                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1223                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1224                 pr_cont(":");
1225
1226                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1227                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1228                                 continue;
1229                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1230                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1231                 }
1232
1233                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1234                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1235                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1236
1237                 pr_cont("\n");
1238         }
1239         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1240 }
1241
1242 /*
1243  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1244  * 1(self count) if no children.
1245  */
1246 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1247 {
1248         int num = 0;
1249         struct mem_cgroup *iter;
1250
1251         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1252                 num++;
1253         return num;
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1258  */
1259 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1260 {
1261         unsigned long limit;
1262
1263         limit = memcg->memory.limit;
1264         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1265                 unsigned long memsw_limit;
1266
1267                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1268                 limit = min(limit + total_swap_pages, memsw_limit);
1269         }
1270         return limit;
1271 }
1272
1273 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1274                                      int order)
1275 {
1276         struct oom_control oc = {
1277                 .zonelist = NULL,
1278                 .nodemask = NULL,
1279                 .gfp_mask = gfp_mask,
1280                 .order = order,
1281         };
1282         struct mem_cgroup *iter;
1283         unsigned long chosen_points = 0;
1284         unsigned long totalpages;
1285         unsigned int points = 0;
1286         struct task_struct *chosen = NULL;
1287
1288         mutex_lock(&oom_lock);
1289
1290         /*
1291          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1292          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1293          * quickly exit and free its memory.
1294          */
1295         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1296                 mark_oom_victim(current);
1297                 goto unlock;
1298         }
1299
1300         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1301         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1302         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1303                 struct css_task_iter it;
1304                 struct task_struct *task;
1305
1306                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1307                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1308                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1309                         case OOM_SCAN_SELECT:
1310                                 if (chosen)
1311                                         put_task_struct(chosen);
1312                                 chosen = task;
1313                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1314                                 get_task_struct(chosen);
1315                                 /* fall through */
1316                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1317                                 continue;
1318                         case OOM_SCAN_ABORT:
1319                                 css_task_iter_end(&it);
1320                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1321                                 if (chosen)
1322                                         put_task_struct(chosen);
1323                                 goto unlock;
1324                         case OOM_SCAN_OK:
1325                                 break;
1326                         };
1327                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1328                         if (!points || points < chosen_points)
1329                                 continue;
1330                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1331                         if (points == chosen_points &&
1332                             thread_group_leader(chosen))
1333                                 continue;
1334
1335                         if (chosen)
1336                                 put_task_struct(chosen);
1337                         chosen = task;
1338                         chosen_points = points;
1339                         get_task_struct(chosen);
1340                 }
1341                 css_task_iter_end(&it);
1342         }
1343
1344         if (chosen) {
1345                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1346                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1347                                  "Memory cgroup out of memory");
1348         }
1349 unlock:
1350         mutex_unlock(&oom_lock);
1351 }
1352
1353 #if MAX_NUMNODES > 1
1354
1355 /**
1356  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1357  * @memcg: the target memcg
1358  * @nid: the node ID to be checked.
1359  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1360  *
1361  * This function returns whether the specified memcg contains any
1362  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1363  * pages in the node.
1364  */
1365 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1366                 int nid, bool noswap)
1367 {
1368         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1369                 return true;
1370         if (noswap || !total_swap_pages)
1371                 return false;
1372         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1373                 return true;
1374         return false;
1375
1376 }
1377
1378 /*
1379  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1380  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1381  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1382  *
1383  */
1384 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1385 {
1386         int nid;
1387         /*
1388          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1389          * pagein/pageout changes since the last update.
1390          */
1391         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1392                 return;
1393         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1394                 return;
1395
1396         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1397         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1398
1399         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1400
1401                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1402                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1403         }
1404
1405         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1406         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1407 }
1408
1409 /*
1410  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1411  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1412  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1413  *
1414  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1415  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1416  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1417  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1418  *
1419  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1420  */
1421 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1422 {
1423         int node;
1424
1425         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1426         node = memcg->last_scanned_node;
1427
1428         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1429         if (node == MAX_NUMNODES)
1430                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1431         /*
1432          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1433          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1434          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1435          * we use curret node.
1436          */
1437         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1438                 node = numa_node_id();
1439
1440         memcg->last_scanned_node = node;
1441         return node;
1442 }
1443 #else
1444 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1445 {
1446         return 0;
1447 }
1448 #endif
1449
1450 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1451                                    struct zone *zone,
1452                                    gfp_t gfp_mask,
1453                                    unsigned long *total_scanned)
1454 {
1455         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1456         int total = 0;
1457         int loop = 0;
1458         unsigned long excess;
1459         unsigned long nr_scanned;
1460         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1461                 .zone = zone,
1462                 .priority = 0,
1463         };
1464
1465         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1466
1467         while (1) {
1468                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1469                 if (!victim) {
1470                         loop++;
1471                         if (loop >= 2) {
1472                                 /*
1473                                  * If we have not been able to reclaim
1474                                  * anything, it might because there are
1475                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1476                                  */
1477                                 if (!total)
1478                                         break;
1479                                 /*
1480                                  * We want to do more targeted reclaim.
1481                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1482                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1483                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1484                                  */
1485                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1486                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1487                                         break;
1488                         }
1489                         continue;
1490                 }
1491                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1492                                                      zone, &nr_scanned);
1493                 *total_scanned += nr_scanned;
1494                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1495                         break;
1496         }
1497         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1498         return total;
1499 }
1500
1501 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1502 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1503         .name = "memcg_oom_lock",
1504 };
1505 #endif
1506
1507 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1508
1509 /*
1510  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1511  * If someone is running, return false.
1512  */
1513 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1514 {
1515         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1516
1517         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1518
1519         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1520                 if (iter->oom_lock) {
1521                         /*
1522                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1523                          * so we cannot give a lock.
1524                          */
1525                         failed = iter;
1526                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1527                         break;
1528                 } else
1529                         iter->oom_lock = true;
1530         }
1531
1532         if (failed) {
1533                 /*
1534                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1535                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1536                  */
1537                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1538                         if (iter == failed) {
1539                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1540                                 break;
1541                         }
1542                         iter->oom_lock = false;
1543                 }
1544         } else
1545                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1546
1547         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1548
1549         return !failed;
1550 }
1551
1552 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         struct mem_cgroup *iter;
1555
1556         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1557         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1558         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1559                 iter->oom_lock = false;
1560         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1561 }
1562
1563 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1564 {
1565         struct mem_cgroup *iter;
1566
1567         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1568         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1569                 iter->under_oom++;
1570         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1571 }
1572
1573 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1574 {
1575         struct mem_cgroup *iter;
1576
1577         /*
1578          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1579          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1580          */
1581         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1582         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1583                 if (iter->under_oom > 0)
1584                         iter->under_oom--;
1585         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1586 }
1587
1588 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1589
1590 struct oom_wait_info {
1591         struct mem_cgroup *memcg;
1592         wait_queue_t    wait;
1593 };
1594
1595 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1596         unsigned mode, int sync, void *arg)
1597 {
1598         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1599         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1600         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1601
1602         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1603         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1604
1605         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1606             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1607                 return 0;
1608         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1609 }
1610
1611 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         /*
1614          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1615          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1616          * this function is called as a result of userland actions
1617          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1618          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1619          * triggering notification.
1620          */
1621         if (memcg && memcg->under_oom)
1622                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1623 }
1624
1625 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1626 {
1627         if (!current->memcg_oom.may_oom)
1628                 return;
1629         /*
1630          * We are in the middle of the charge context here, so we
1631          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1632          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1633          *
1634          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1635          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1636          * invocation might not even be necessary.
1637          *
1638          * That's why we don't do anything here except remember the
1639          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1640          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1641          * and when we know whether the fault was overall successful.
1642          */
1643         css_get(&memcg->css);
1644         current->memcg_oom.memcg = memcg;
1645         current->memcg_oom.gfp_mask = mask;
1646         current->memcg_oom.order = order;
1647 }
1648
1649 /**
1650  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1651  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1652  *
1653  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1654  * handler was enabled.
1655  *
1656  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1657  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1658  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1659  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1660  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1661  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1662  *
1663  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1664  * completed, %false otherwise.
1665  */
1666 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1667 {
1668         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_oom.memcg;
1669         struct oom_wait_info owait;
1670         bool locked;
1671
1672         /* OOM is global, do not handle */
1673         if (!memcg)
1674                 return false;
1675
1676         if (!handle || oom_killer_disabled)
1677                 goto cleanup;
1678
1679         owait.memcg = memcg;
1680         owait.wait.flags = 0;
1681         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1682         owait.wait.private = current;
1683         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1684
1685         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1686         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1687
1688         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1689
1690         if (locked)
1691                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1692
1693         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1694                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1695                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1696                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom.gfp_mask,
1697                                          current->memcg_oom.order);
1698         } else {
1699                 schedule();
1700                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1701                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1702         }
1703
1704         if (locked) {
1705                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1706                 /*
1707                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1708                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1709                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1710                  */
1711                 memcg_oom_recover(memcg);
1712         }
1713 cleanup:
1714         current->memcg_oom.memcg = NULL;
1715         css_put(&memcg->css);
1716         return true;
1717 }
1718
1719 /**
1720  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1721  * @page: page that is going to change accounted state
1722  *
1723  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1724  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1725  * being moved to another memcg:
1726  *
1727  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1728  *   if (TestClearPageState(page))
1729  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1730  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1731  */
1732 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1733 {
1734         struct mem_cgroup *memcg;
1735         unsigned long flags;
1736
1737         /*
1738          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1739          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1740          * because page moving starts with an RCU grace period.
1741          *
1742          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1743          * the page state that is going to change is the only thing
1744          * preventing the page from being uncharged.
1745          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1746          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1747          * account transaction might be complete.
1748          */
1749         rcu_read_lock();
1750
1751         if (mem_cgroup_disabled())
1752                 return NULL;
1753 again:
1754         memcg = page->mem_cgroup;
1755         if (unlikely(!memcg))
1756                 return NULL;
1757
1758         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1759                 return memcg;
1760
1761         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1762         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1763                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1764                 goto again;
1765         }
1766
1767         /*
1768          * When charge migration first begins, we can have locked and
1769          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1770          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1771          */
1772         memcg->move_lock_task = current;
1773         memcg->move_lock_flags = flags;
1774
1775         return memcg;
1776 }
1777 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1778
1779 /**
1780  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1781  * @memcg: the memcg that was accounted against
1782  */
1783 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1784 {
1785         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1786                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1787
1788                 memcg->move_lock_task = NULL;
1789                 memcg->move_lock_flags = 0;
1790
1791                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1792         }
1793
1794         rcu_read_unlock();
1795 }
1796 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1797
1798 /*
1799  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1800  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1801  */
1802 #define CHARGE_BATCH    32U
1803 struct memcg_stock_pcp {
1804         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1805         unsigned int nr_pages;
1806         struct work_struct work;
1807         unsigned long flags;
1808 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1809 };
1810 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1811 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1812
1813 /**
1814  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1815  * @memcg: memcg to consume from.
1816  * @nr_pages: how many pages to charge.
1817  *
1818  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1819  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1820  * service an allocation will refill the stock.
1821  *
1822  * returns true if successful, false otherwise.
1823  */
1824 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1825 {
1826         struct memcg_stock_pcp *stock;
1827         bool ret = false;
1828
1829         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1830                 return ret;
1831
1832         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1833         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1834                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1835                 ret = true;
1836         }
1837         put_cpu_var(memcg_stock);
1838         return ret;
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1843  */
1844 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1845 {
1846         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1847
1848         if (stock->nr_pages) {
1849                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1850                 if (do_swap_account)
1851                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1852                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1853                 stock->nr_pages = 0;
1854         }
1855         stock->cached = NULL;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1860  * a thread which is pinned to local cpu.
1861  */
1862 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1863 {
1864         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1865         drain_stock(stock);
1866         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1871  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1872  */
1873 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1874 {
1875         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1876
1877         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1878                 drain_stock(stock);
1879                 stock->cached = memcg;
1880         }
1881         stock->nr_pages += nr_pages;
1882         put_cpu_var(memcg_stock);
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1887  * of the hierarchy under it.
1888  */
1889 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1890 {
1891         int cpu, curcpu;
1892
1893         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1894         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1895                 return;
1896         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1897         get_online_cpus();
1898         curcpu = get_cpu();
1899         for_each_online_cpu(cpu) {
1900                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1901                 struct mem_cgroup *memcg;
1902
1903                 memcg = stock->cached;
1904                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1905                         continue;
1906                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1907                         continue;
1908                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1909                         if (cpu == curcpu)
1910                                 drain_local_stock(&stock->work);
1911                         else
1912                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1913                 }
1914         }
1915         put_cpu();
1916         put_online_cpus();
1917         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1918 }
1919
1920 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1921                                         unsigned long action,
1922                                         void *hcpu)
1923 {
1924         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1925         struct memcg_stock_pcp *stock;
1926
1927         if (action == CPU_ONLINE)
1928                 return NOTIFY_OK;
1929
1930         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1931                 return NOTIFY_OK;
1932
1933         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1934         drain_stock(stock);
1935         return NOTIFY_OK;
1936 }
1937
1938 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1939                       unsigned int nr_pages)
1940 {
1941         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1942         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1943         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1944         struct page_counter *counter;
1945         unsigned long nr_reclaimed;
1946         bool may_swap = true;
1947         bool drained = false;
1948         int ret = 0;
1949
1950         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1951                 goto done;
1952 retry:
1953         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1954                 goto done;
1955
1956         if (!do_swap_account ||
1957             !page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1958                 if (!page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1959                         goto done_restock;
1960                 if (do_swap_account)
1961                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1962                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1963         } else {
1964                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1965                 may_swap = false;
1966         }
1967
1968         if (batch > nr_pages) {
1969                 batch = nr_pages;
1970                 goto retry;
1971         }
1972
1973         /*
1974          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
1975          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
1976          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
1977          * free their memory.
1978          */
1979         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1980                      fatal_signal_pending(current) ||
1981                      current->flags & PF_EXITING))
1982                 goto bypass;
1983
1984         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
1985                 goto nomem;
1986
1987         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
1988                 goto nomem;
1989
1990         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
1991
1992         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
1993                                                     gfp_mask, may_swap);
1994
1995         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1996                 goto retry;
1997
1998         if (!drained) {
1999                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2000                 drained = true;
2001                 goto retry;
2002         }
2003
2004         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2005                 goto nomem;
2006         /*
2007          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2008          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2009          * before killing the task.
2010          *
2011          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2012          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2013          * to regular pages anyway in case of failure.
2014          */
2015         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2016                 goto retry;
2017         /*
2018          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2019          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2020          */
2021         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2022                 goto retry;
2023
2024         if (nr_retries--)
2025                 goto retry;
2026
2027         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2028                 goto bypass;
2029
2030         if (fatal_signal_pending(current))
2031                 goto bypass;
2032
2033         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2034
2035         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(nr_pages));
2036 nomem:
2037         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2038                 return -ENOMEM;
2039 bypass:
2040         return -EINTR;
2041
2042 done_restock:
2043         css_get_many(&memcg->css, batch);
2044         if (batch > nr_pages)
2045                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2046         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2047                 goto done;
2048         /*
2049          * If the hierarchy is above the normal consumption range,
2050          * make the charging task trim their excess contribution.
2051          */
2052         do {
2053                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2054                         continue;
2055                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
2056                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2057         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2058 done:
2059         return ret;
2060 }
2061
2062 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2063 {
2064         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2065                 return;
2066
2067         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2068         if (do_swap_account)
2069                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2070
2071         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2072 }
2073
2074 /*
2075  * try_get_mem_cgroup_from_page - look up page's memcg association
2076  * @page: the page
2077  *
2078  * Look up, get a css reference, and return the memcg that owns @page.
2079  *
2080  * The page must be locked to prevent racing with swap-in and page
2081  * cache charges.  If coming from an unlocked page table, the caller
2082  * must ensure the page is on the LRU or this can race with charging.
2083  */
2084 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2085 {
2086         struct mem_cgroup *memcg;
2087         unsigned short id;
2088         swp_entry_t ent;
2089
2090         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
2091
2092         memcg = page->mem_cgroup;
2093         if (memcg) {
2094                 if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2095                         memcg = NULL;
2096         } else if (PageSwapCache(page)) {
2097                 ent.val = page_private(page);
2098                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2099                 rcu_read_lock();
2100                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
2101                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
2102                         memcg = NULL;
2103                 rcu_read_unlock();
2104         }
2105         return memcg;
2106 }
2107
2108 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2109 {
2110         struct zone *zone = page_zone(page);
2111
2112         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2113         if (PageLRU(page)) {
2114                 struct lruvec *lruvec;
2115
2116                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2117                 ClearPageLRU(page);
2118                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2119                 *isolated = 1;
2120         } else
2121                 *isolated = 0;
2122 }
2123
2124 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2125 {
2126         struct zone *zone = page_zone(page);
2127
2128         if (isolated) {
2129                 struct lruvec *lruvec;
2130
2131                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2132                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2133                 SetPageLRU(page);
2134                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2135         }
2136         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2137 }
2138
2139 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2140                           bool lrucare)
2141 {
2142         int isolated;
2143
2144         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2145
2146         /*
2147          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2148          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2149          */
2150         if (lrucare)
2151                 lock_page_lru(page, &isolated);
2152
2153         /*
2154          * Nobody should be changing or seriously looking at
2155          * page->mem_cgroup at this point:
2156          *
2157          * - the page is uncharged
2158          *
2159          * - the page is off-LRU
2160          *
2161          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2162          *   a locked page table
2163          *
2164          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2165          *   have the page locked
2166          */
2167         page->mem_cgroup = memcg;
2168
2169         if (lrucare)
2170                 unlock_page_lru(page, isolated);
2171 }
2172
2173 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2174 int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2175                       unsigned long nr_pages)
2176 {
2177         struct page_counter *counter;
2178         int ret = 0;
2179
2180         ret = page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter);
2181         if (ret < 0)
2182                 return ret;
2183
2184         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2185         if (ret == -EINTR)  {
2186                 /*
2187                  * try_charge() chose to bypass to root due to OOM kill or
2188                  * fatal signal.  Since our only options are to either fail
2189                  * the allocation or charge it to this cgroup, do it as a
2190                  * temporary condition. But we can't fail. From a kmem/slab
2191                  * perspective, the cache has already been selected, by
2192                  * mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2193                  * our minds.
2194                  *
2195                  * This condition will only trigger if the task entered
2196                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed
2197                  * during try_charge() above. Tasks that were already dying
2198                  * when the allocation triggers should have been already
2199                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2200                  */
2201                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2202                 if (do_swap_account)
2203                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2204                 css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2205                 ret = 0;
2206         } else if (ret)
2207                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2208
2209         return ret;
2210 }
2211
2212 void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long nr_pages)
2213 {
2214         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2215         if (do_swap_account)
2216                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2217
2218         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2219
2220         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2221 }
2222
2223 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2224 {
2225         int id, size;
2226         int err;
2227
2228         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2229                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2230         if (id < 0)
2231                 return id;
2232
2233         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2234                 return id;
2235
2236         /*
2237          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2238          * so we have to grow them.
2239          */
2240         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2241
2242         size = 2 * (id + 1);
2243         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2244                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2245         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2246                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2247
2248         err = memcg_update_all_caches(size);
2249         if (!err)
2250                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2251         if (!err)
2252                 memcg_nr_cache_ids = size;
2253
2254         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2255
2256         if (err) {
2257                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2258                 return err;
2259         }
2260         return id;
2261 }
2262
2263 static void memcg_free_cache_id(int id)
2264 {
2265         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2266 }
2267
2268 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2269         struct mem_cgroup *memcg;
2270         struct kmem_cache *cachep;
2271         struct work_struct work;
2272 };
2273
2274 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2275 {
2276         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2277                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2278         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2279         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2280
2281         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2282
2283         css_put(&memcg->css);
2284         kfree(cw);
2285 }
2286
2287 /*
2288  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2289  */
2290 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2291                                                struct kmem_cache *cachep)
2292 {
2293         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2294
2295         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2296         if (!cw)
2297                 return;
2298
2299         css_get(&memcg->css);
2300
2301         cw->memcg = memcg;
2302         cw->cachep = cachep;
2303         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2304
2305         schedule_work(&cw->work);
2306 }
2307
2308 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2309                                              struct kmem_cache *cachep)
2310 {
2311         /*
2312          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2313          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2314          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2315          *
2316          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2317          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2318          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2319          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2320          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2321          */
2322         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2323         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2324         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2325 }
2326
2327 /*
2328  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2329  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2330  *
2331  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2332  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2333  * in a workqueue.
2334  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2335  * the original cache.
2336  *
2337  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2338  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2339  */
2340 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2341 {
2342         struct mem_cgroup *memcg;
2343         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2344         int kmemcg_id;
2345
2346         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2347
2348         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2349                 return cachep;
2350
2351         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2352         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2353         if (kmemcg_id < 0)
2354                 goto out;
2355
2356         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2357         if (likely(memcg_cachep))
2358                 return memcg_cachep;
2359
2360         /*
2361          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2362          * context), we could be be predictable and return right away.
2363          * This would guarantee that the allocation being performed
2364          * already belongs in the new cache.
2365          *
2366          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2367          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2368          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2369          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2370          * defer everything.
2371          */
2372         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2373 out:
2374         css_put(&memcg->css);
2375         return cachep;
2376 }
2377
2378 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2379 {
2380         if (!is_root_cache(cachep))
2381                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2382 }
2383
2384 /*
2385  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2386  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2387  * need a further commit step to do the final arrangements.
2388  *
2389  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2390  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2391  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2392  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2393  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2394  * the compiled-out case as well.
2395  *
2396  * Returning true means the allocation is possible.
2397  */
2398 bool
2399 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2400 {
2401         struct mem_cgroup *memcg;
2402         int ret;
2403
2404         *_memcg = NULL;
2405
2406         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2407
2408         if (!memcg_kmem_is_active(memcg)) {
2409                 css_put(&memcg->css);
2410                 return true;
2411         }
2412
2413         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, 1 << order);
2414         if (!ret)
2415                 *_memcg = memcg;
2416
2417         css_put(&memcg->css);
2418         return (ret == 0);
2419 }
2420
2421 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2422                               int order)
2423 {
2424         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2425
2426         /* The page allocation failed. Revert */
2427         if (!page) {
2428                 memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2429                 return;
2430         }
2431         page->mem_cgroup = memcg;
2432 }
2433
2434 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2435 {
2436         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2437
2438         if (!memcg)
2439                 return;
2440
2441         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2442
2443         memcg_uncharge_kmem(memcg, 1 << order);
2444         page->mem_cgroup = NULL;
2445 }
2446
2447 struct mem_cgroup *__mem_cgroup_from_kmem(void *ptr)
2448 {
2449         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2450         struct kmem_cache *cachep;
2451         struct page *page;
2452
2453         page = virt_to_head_page(ptr);
2454         if (PageSlab(page)) {
2455                 cachep = page->slab_cache;
2456                 if (!is_root_cache(cachep))
2457                         memcg = cachep->memcg_params.memcg;
2458         } else
2459                 /* page allocated by alloc_kmem_pages */
2460                 memcg = page->mem_cgroup;
2461
2462         return memcg;
2463 }
2464 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2465
2466 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2467
2468 /*
2469  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2470  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2471  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2472  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2473  */
2474 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2475 {
2476         int i;
2477
2478         if (mem_cgroup_disabled())
2479                 return;
2480
2481         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2482                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2483
2484         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2485                        HPAGE_PMD_NR);
2486 }
2487 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2488
2489 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2490 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2491                                          bool charge)
2492 {
2493         int val = (charge) ? 1 : -1;
2494         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2495 }
2496
2497 /**
2498  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2499  * @entry: swap entry to be moved
2500  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2501  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2502  *
2503  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2504  * as the mem_cgroup's id of @from.
2505  *
2506  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2507  *
2508  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2509  * both res and memsw, and called css_get().
2510  */
2511 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2512                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2513 {
2514         unsigned short old_id, new_id;
2515
2516         old_id = mem_cgroup_id(from);
2517         new_id = mem_cgroup_id(to);
2518
2519         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2520                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2521                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2522                 return 0;
2523         }
2524         return -EINVAL;
2525 }
2526 #else
2527 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2528                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2529 {
2530         return -EINVAL;
2531 }
2532 #endif
2533
2534 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2535
2536 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2537                                    unsigned long limit)
2538 {
2539         unsigned long curusage;
2540         unsigned long oldusage;
2541         bool enlarge = false;
2542         int retry_count;
2543         int ret;
2544
2545         /*
2546          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2547          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2548          * of # of children which we should visit in this loop.
2549          */
2550         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2551                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2552
2553         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2554
2555         do {
2556                 if (signal_pending(current)) {
2557                         ret = -EINTR;
2558                         break;
2559                 }
2560
2561                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2562                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2563                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2564                         ret = -EINVAL;
2565                         break;
2566                 }
2567                 if (limit > memcg->memory.limit)
2568                         enlarge = true;
2569                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2570                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2571
2572                 if (!ret)
2573                         break;
2574
2575                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2576
2577                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2578                 /* Usage is reduced ? */
2579                 if (curusage >= oldusage)
2580                         retry_count--;
2581                 else
2582                         oldusage = curusage;
2583         } while (retry_count);
2584
2585         if (!ret && enlarge)
2586                 memcg_oom_recover(memcg);
2587
2588         return ret;
2589 }
2590
2591 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2592                                          unsigned long limit)
2593 {
2594         unsigned long curusage;
2595         unsigned long oldusage;
2596         bool enlarge = false;
2597         int retry_count;
2598         int ret;
2599
2600         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2601         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2602                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2603
2604         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2605
2606         do {
2607                 if (signal_pending(current)) {
2608                         ret = -EINTR;
2609                         break;
2610                 }
2611
2612                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2613                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2614                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2615                         ret = -EINVAL;
2616                         break;
2617                 }
2618                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2619                         enlarge = true;
2620                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2621                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2622
2623                 if (!ret)
2624                         break;
2625
2626                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2627
2628                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2629                 /* Usage is reduced ? */
2630                 if (curusage >= oldusage)
2631                         retry_count--;
2632                 else
2633                         oldusage = curusage;
2634         } while (retry_count);
2635
2636         if (!ret && enlarge)
2637                 memcg_oom_recover(memcg);
2638
2639         return ret;
2640 }
2641
2642 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2643                                             gfp_t gfp_mask,
2644                                             unsigned long *total_scanned)
2645 {
2646         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2647         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2648         unsigned long reclaimed;
2649         int loop = 0;
2650         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2651         unsigned long excess;
2652         unsigned long nr_scanned;
2653
2654         if (order > 0)
2655                 return 0;
2656
2657         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2658         /*
2659          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2660          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2661          * pressure
2662          */
2663         do {
2664                 if (next_mz)
2665                         mz = next_mz;
2666                 else
2667                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2668                 if (!mz)
2669                         break;
2670
2671                 nr_scanned = 0;
2672                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2673                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2674                 nr_reclaimed += reclaimed;
2675                 *total_scanned += nr_scanned;
2676                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2677                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2678
2679                 /*
2680                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2681                  * it is time to move on to the next cgroup
2682                  */
2683                 next_mz = NULL;
2684                 if (!reclaimed)
2685                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2686
2687                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2688                 /*
2689                  * One school of thought says that we should not add
2690                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2691                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2692                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2693                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2694                  * term TODO.
2695                  */
2696                 /* If excess == 0, no tree ops */
2697                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2698                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2699                 css_put(&mz->memcg->css);
2700                 loop++;
2701                 /*
2702                  * Could not reclaim anything and there are no more
2703                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2704                  * reclaiming anything.
2705                  */
2706                 if (!nr_reclaimed &&
2707                         (next_mz == NULL ||
2708                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2709                         break;
2710         } while (!nr_reclaimed);
2711         if (next_mz)
2712                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2713         return nr_reclaimed;
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2718  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2719  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2720  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2721  */
2722 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2723 {
2724         bool ret;
2725
2726         /*
2727          * The lock does not prevent addition or deletion of children, but
2728          * it prevents a new child from being initialized based on this
2729          * parent in css_online(), so it's enough to decide whether
2730          * hierarchically inherited attributes can still be changed or not.
2731          */
2732         lockdep_assert_held(&memcg_create_mutex);
2733
2734         rcu_read_lock();
2735         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2736         rcu_read_unlock();
2737         return ret;
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2742  * the rest to the parent.
2743  *
2744  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2745  */
2746 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2747 {
2748         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2749
2750         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2751         lru_add_drain_all();
2752         /* try to free all pages in this cgroup */
2753         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2754                 int progress;
2755
2756                 if (signal_pending(current))
2757                         return -EINTR;
2758
2759                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2760                                                         GFP_KERNEL, true);
2761                 if (!progress) {
2762                         nr_retries--;
2763                         /* maybe some writeback is necessary */
2764                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2765                 }
2766
2767         }
2768
2769         return 0;
2770 }
2771
2772 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2773                                             char *buf, size_t nbytes,
2774                                             loff_t off)
2775 {
2776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2777
2778         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2779                 return -EINVAL;
2780         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2781 }
2782
2783 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2784                                      struct cftype *cft)
2785 {
2786         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2787 }
2788
2789 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2790                                       struct cftype *cft, u64 val)
2791 {
2792         int retval = 0;
2793         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2794         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2795
2796         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2797
2798         if (memcg->use_hierarchy == val)
2799                 goto out;
2800
2801         /*
2802          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2803          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2804          * occur, provided the current cgroup has no children.
2805          *
2806          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2807          * set if there are no children.
2808          */
2809         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2810                                 (val == 1 || val == 0)) {
2811                 if (!memcg_has_children(memcg))
2812                         memcg->use_hierarchy = val;
2813                 else
2814                         retval = -EBUSY;
2815         } else
2816                 retval = -EINVAL;
2817
2818 out:
2819         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2820
2821         return retval;
2822 }
2823
2824 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2825                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2826 {
2827         struct mem_cgroup *iter;
2828         long val = 0;
2829
2830         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
2831         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2832                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2833
2834         if (val < 0) /* race ? */
2835                 val = 0;
2836         return val;
2837 }
2838
2839 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2840 {
2841         u64 val;
2842
2843         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2844                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2845                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2846                 if (swap)
2847                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2848         } else {
2849                 if (!swap)
2850                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2851                 else
2852                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2853         }
2854         return val << PAGE_SHIFT;
2855 }
2856
2857 enum {
2858         RES_USAGE,
2859         RES_LIMIT,
2860         RES_MAX_USAGE,
2861         RES_FAILCNT,
2862         RES_SOFT_LIMIT,
2863 };
2864
2865 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2866                                struct cftype *cft)
2867 {
2868         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2869         struct page_counter *counter;
2870
2871         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2872         case _MEM:
2873                 counter = &memcg->memory;
2874                 break;
2875         case _MEMSWAP:
2876                 counter = &memcg->memsw;
2877                 break;
2878         case _KMEM:
2879                 counter = &memcg->kmem;
2880                 break;
2881         default:
2882                 BUG();
2883         }
2884
2885         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2886         case RES_USAGE:
2887                 if (counter == &memcg->memory)
2888                         return mem_cgroup_usage(memcg, false);
2889                 if (counter == &memcg->memsw)
2890                         return mem_cgroup_usage(memcg, true);
2891                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2892         case RES_LIMIT:
2893                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2894         case RES_MAX_USAGE:
2895                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2896         case RES_FAILCNT:
2897                 return counter->failcnt;
2898         case RES_SOFT_LIMIT:
2899                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2900         default:
2901                 BUG();
2902         }
2903 }
2904
2905 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2906 static int memcg_activate_kmem(struct mem_cgroup *memcg,
2907                                unsigned long nr_pages)
2908 {
2909         int err = 0;
2910         int memcg_id;
2911
2912         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2913         BUG_ON(memcg->kmem_acct_activated);
2914         BUG_ON(memcg->kmem_acct_active);
2915
2916         /*
2917          * For simplicity, we won't allow this to be disabled.  It also can't
2918          * be changed if the cgroup has children already, or if tasks had
2919          * already joined.
2920          *
2921          * If tasks join before we set the limit, a person looking at
2922          * kmem.usage_in_bytes will have no way to determine when it took
2923          * place, which makes the value quite meaningless.
2924          *
2925          * After it first became limited, changes in the value of the limit are
2926          * of course permitted.
2927          */
2928         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
2929         if (cgroup_has_tasks(memcg->css.cgroup) ||
2930             (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2931                 err = -EBUSY;
2932         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
2933         if (err)
2934                 goto out;
2935
2936         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2937         if (memcg_id < 0) {
2938                 err = memcg_id;
2939                 goto out;
2940         }
2941
2942         /*
2943          * We couldn't have accounted to this cgroup, because it hasn't got
2944          * activated yet, so this should succeed.
2945          */
2946         err = page_counter_limit(&memcg->kmem, nr_pages);
2947         VM_BUG_ON(err);
2948
2949         static_key_slow_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2950         /*
2951          * A memory cgroup is considered kmem-active as soon as it gets
2952          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2953          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2954          * patched.
2955          */
2956         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2957         memcg->kmem_acct_activated = true;
2958         memcg->kmem_acct_active = true;
2959 out:
2960         return err;
2961 }
2962
2963 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2964                                    unsigned long limit)
2965 {
2966         int ret;
2967
2968         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2969         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
2970                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, limit);
2971         else
2972                 ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2973         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2974         return ret;
2975 }
2976
2977 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2978 {
2979         int ret = 0;
2980         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2981
2982         if (!parent)
2983                 return 0;
2984
2985         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2986         /*
2987          * If the parent cgroup is not kmem-active now, it cannot be activated
2988          * after this point, because it has at least one child already.
2989          */
2990         if (memcg_kmem_is_active(parent))
2991                 ret = memcg_activate_kmem(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
2992         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2993         return ret;
2994 }
2995 #else
2996 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2997                                    unsigned long limit)
2998 {
2999         return -EINVAL;
3000 }
3001 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3002
3003 /*
3004  * The user of this function is...
3005  * RES_LIMIT.
3006  */
3007 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3008                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3009 {
3010         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3011         unsigned long nr_pages;
3012         int ret;
3013
3014         buf = strstrip(buf);
3015         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3016         if (ret)
3017                 return ret;
3018
3019         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3020         case RES_LIMIT:
3021                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3022                         ret = -EINVAL;
3023                         break;
3024                 }
3025                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3026                 case _MEM:
3027                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3028                         break;
3029                 case _MEMSWAP:
3030                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3031                         break;
3032                 case _KMEM:
3033                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3034                         break;
3035                 }
3036                 break;
3037         case RES_SOFT_LIMIT:
3038                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3039                 ret = 0;
3040                 break;
3041         }
3042         return ret ?: nbytes;
3043 }
3044
3045 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3046                                 size_t nbytes, loff_t off)
3047 {
3048         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3049         struct page_counter *counter;
3050
3051         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3052         case _MEM:
3053                 counter = &memcg->memory;
3054                 break;
3055         case _MEMSWAP:
3056                 counter = &memcg->memsw;
3057                 break;
3058         case _KMEM:
3059                 counter = &memcg->kmem;
3060                 break;
3061         default:
3062                 BUG();
3063         }
3064
3065         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3066         case RES_MAX_USAGE:
3067                 page_counter_reset_watermark(counter);
3068                 break;
3069         case RES_FAILCNT:
3070                 counter->failcnt = 0;
3071                 break;
3072         default:
3073                 BUG();
3074         }
3075
3076         return nbytes;
3077 }
3078
3079 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3080                                         struct cftype *cft)
3081 {
3082         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3083 }
3084
3085 #ifdef CONFIG_MMU
3086 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3087                                         struct cftype *cft, u64 val)
3088 {
3089         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3090
3091         if (val & ~MOVE_MASK)
3092                 return -EINVAL;
3093
3094         /*
3095          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3096          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3097          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3098          * affect task migrations starting after the change.
3099          */
3100         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3101         return 0;
3102 }
3103 #else
3104 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3105                                         struct cftype *cft, u64 val)
3106 {
3107         return -ENOSYS;
3108 }
3109 #endif
3110
3111 #ifdef CONFIG_NUMA
3112 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3113 {
3114         struct numa_stat {
3115                 const char *name;
3116                 unsigned int lru_mask;
3117         };
3118
3119         static const struct numa_stat stats[] = {
3120                 { "total", LRU_ALL },
3121                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3122                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3123                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3124         };
3125         const struct numa_stat *stat;
3126         int nid;
3127         unsigned long nr;
3128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3129
3130         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3131                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3132                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3133                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3134                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3135                                                           stat->lru_mask);
3136                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3137                 }
3138                 seq_putc(m, '\n');
3139         }
3140
3141         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3142                 struct mem_cgroup *iter;
3143
3144                 nr = 0;
3145                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3146                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3147                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3148                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3149                         nr = 0;
3150                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3151                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3152                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3153                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3154                 }
3155                 seq_putc(m, '\n');
3156         }
3157
3158         return 0;
3159 }
3160 #endif /* CONFIG_NUMA */
3161
3162 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3163 {
3164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3165         unsigned long memory, memsw;
3166         struct mem_cgroup *mi;
3167         unsigned int i;
3168
3169         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3170                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3171         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3172                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3173         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3174
3175         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3176                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3177                         continue;
3178                 seq_printf(m, "%s %ld\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3179                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3180         }
3181
3182         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3183                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3184                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3185
3186         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3187                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3188                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3189
3190         /* Hierarchical information */
3191         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3192         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3193                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3194                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3195         }
3196         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3197                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3198         if (do_swap_account)
3199                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3200                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3201
3202         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3203                 long long val = 0;
3204
3205                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
3206                         continue;
3207                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3208                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3209                 seq_printf(m, "total_%s %lld\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3210         }
3211
3212         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3213                 unsigned long long val = 0;
3214
3215                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3216                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3217                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3218                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3219         }
3220
3221         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3222                 unsigned long long val = 0;
3223
3224                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3225                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3226                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3227         }
3228
3229 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3230         {
3231                 int nid, zid;
3232                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3233                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3234                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3235                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3236
3237                 for_each_online_node(nid)
3238                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3239                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3240                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3241
3242                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3243                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3244                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3245                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3246                         }
3247                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3248                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3249                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3250                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3251         }
3252 #endif
3253
3254         return 0;
3255 }
3256
3257 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3258                                       struct cftype *cft)
3259 {
3260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3261
3262         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3263 }
3264
3265 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3266                                        struct cftype *cft, u64 val)
3267 {
3268         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3269
3270         if (val > 100)
3271                 return -EINVAL;
3272
3273         if (css->parent)
3274                 memcg->swappiness = val;
3275         else
3276                 vm_swappiness = val;
3277
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3282 {
3283         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3284         unsigned long usage;
3285         int i;
3286
3287         rcu_read_lock();
3288         if (!swap)
3289                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3290         else
3291                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3292
3293         if (!t)
3294                 goto unlock;
3295
3296         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3297
3298         /*
3299          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3300          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3301          * call of __mem_cgroup_threshold().
3302          */
3303         i = t->current_threshold;
3304
3305         /*
3306          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3307          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3308          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3309          * only one element of the array here.
3310          */
3311         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3312                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3313
3314         /* i = current_threshold + 1 */
3315         i++;
3316
3317         /*
3318          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3319          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3320          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3321          * only one element of the array here.
3322          */
3323         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3324                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3325
3326         /* Update current_threshold */
3327         t->current_threshold = i - 1;
3328 unlock:
3329         rcu_read_unlock();
3330 }
3331
3332 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3333 {
3334         while (memcg) {
3335                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3336                 if (do_swap_account)
3337                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3338
3339                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3340         }
3341 }
3342
3343 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3344 {
3345         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3346         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3347
3348         if (_a->threshold > _b->threshold)
3349                 return 1;
3350
3351         if (_a->threshold < _b->threshold)
3352                 return -1;
3353
3354         return 0;
3355 }
3356
3357 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3358 {
3359         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3360
3361         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3362
3363         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3364                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3365
3366         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3371 {
3372         struct mem_cgroup *iter;
3373
3374         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3375                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3376 }
3377
3378 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3379         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3380 {
3381         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3382         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3383         unsigned long threshold;
3384         unsigned long usage;
3385         int i, size, ret;
3386
3387         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3388         if (ret)
3389                 return ret;
3390
3391         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3392
3393         if (type == _MEM) {
3394                 thresholds = &memcg->thresholds;
3395                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3396         } else if (type == _MEMSWAP) {
3397                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3398                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3399         } else
3400                 BUG();
3401
3402         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3403         if (thresholds->primary)
3404                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3405
3406         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3407
3408         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3409         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3410                         GFP_KERNEL);
3411         if (!new) {
3412                 ret = -ENOMEM;
3413                 goto unlock;
3414         }
3415         new->size = size;
3416
3417         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3418         if (thresholds->primary) {
3419                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3420                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3421         }
3422
3423         /* Add new threshold */
3424         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3425         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3426
3427         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3428         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3429                         compare_thresholds, NULL);
3430
3431         /* Find current threshold */
3432         new->current_threshold = -1;
3433         for (i = 0; i < size; i++) {
3434                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3435                         /*
3436                          * new->current_threshold will not be used until
3437                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3438                          * it here.
3439                          */
3440                         ++new->current_threshold;
3441                 } else
3442                         break;
3443         }
3444
3445         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3446         kfree(thresholds->spare);
3447         thresholds->spare = thresholds->primary;
3448
3449         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3450
3451         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3452         synchronize_rcu();
3453
3454 unlock:
3455         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3456
3457         return ret;
3458 }
3459
3460 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3461         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3462 {
3463         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3464 }
3465
3466 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3467         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3468 {
3469         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3470 }
3471
3472 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3473         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3474 {
3475         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3476         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3477         unsigned long usage;
3478         int i, j, size;
3479
3480         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3481
3482         if (type == _MEM) {
3483                 thresholds = &memcg->thresholds;
3484                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3485         } else if (type == _MEMSWAP) {
3486                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3487                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3488         } else
3489                 BUG();
3490
3491         if (!thresholds->primary)
3492                 goto unlock;
3493
3494         /* Check if a threshold crossed before removing */
3495         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3496
3497         /* Calculate new number of threshold */
3498         size = 0;
3499         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3500                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3501                         size++;
3502         }
3503
3504         new = thresholds->spare;
3505
3506         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3507         if (!size) {
3508                 kfree(new);
3509                 new = NULL;
3510                 goto swap_buffers;
3511         }
3512
3513         new->size = size;
3514
3515         /* Copy thresholds and find current threshold */
3516         new->current_threshold = -1;
3517         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3518                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3519                         continue;
3520
3521                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3522                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3523                         /*
3524                          * new->current_threshold will not be used
3525                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3526                          * it here.
3527                          */
3528                         ++new->current_threshold;
3529                 }
3530                 j++;
3531         }
3532
3533 swap_buffers:
3534         /* Swap primary and spare array */
3535         thresholds->spare = thresholds->primary;
3536         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3537         if (!new) {
3538                 kfree(thresholds->spare);
3539                 thresholds->spare = NULL;
3540         }
3541
3542         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3543
3544         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3545         synchronize_rcu();
3546 unlock:
3547         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3548 }
3549
3550 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3551         struct eventfd_ctx *eventfd)
3552 {
3553         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3554 }
3555
3556 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3557         struct eventfd_ctx *eventfd)
3558 {
3559         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3560 }
3561
3562 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3563         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3564 {
3565         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3566
3567         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3568         if (!event)
3569                 return -ENOMEM;
3570
3571         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3572
3573         event->eventfd = eventfd;
3574         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3575
3576         /* already in OOM ? */
3577         if (memcg->under_oom)
3578                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3579         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3580
3581         return 0;
3582 }
3583
3584 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3585         struct eventfd_ctx *eventfd)
3586 {
3587         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3588
3589         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3590
3591         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3592                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3593                         list_del(&ev->list);
3594                         kfree(ev);
3595                 }
3596         }
3597
3598         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3599 }
3600
3601 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3602 {
3603         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3604
3605         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3606         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3607         return 0;
3608 }
3609
3610 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3611         struct cftype *cft, u64 val)
3612 {
3613         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3614
3615         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3616         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3617                 return -EINVAL;
3618
3619         memcg->oom_kill_disable = val;
3620         if (!val)
3621                 memcg_oom_recover(memcg);
3622
3623         return 0;
3624 }
3625
3626 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3627 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3628 {
3629         int ret;
3630
3631         ret = memcg_propagate_kmem(memcg);
3632         if (ret)
3633                 return ret;
3634
3635         return mem_cgroup_sockets_init(memcg, ss);
3636 }
3637
3638 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3639 {
3640         struct cgroup_subsys_state *css;
3641         struct mem_cgroup *parent, *child;
3642         int kmemcg_id;
3643
3644         if (!memcg->kmem_acct_active)
3645                 return;
3646
3647         /*
3648          * Clear the 'active' flag before clearing memcg_caches arrays entries.
3649          * Since we take the slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches(), it
3650          * guarantees no cache will be created for this cgroup after we are
3651          * done (see memcg_create_kmem_cache()).
3652          */
3653         memcg->kmem_acct_active = false;
3654
3655         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3656
3657         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3658         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3659
3660         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3661         if (!parent)
3662                 parent = root_mem_cgroup;
3663
3664         /*
3665          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3666          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3667          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3668          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3669          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3670          * memcg_drain_all_list_lrus().
3671          */
3672         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3673                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3674                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3675                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3676                 if (!memcg->use_hierarchy)
3677                         break;
3678         }
3679         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
3680
3681         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3682 }
3683
3684 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686         if (memcg->kmem_acct_activated) {
3687                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3688                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3689                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3690         }
3691         mem_cgroup_sockets_destroy(memcg);
3692 }
3693 #else
3694 static int memcg_init_kmem(struct mem_cgroup *memcg, struct cgroup_subsys *ss)
3695 {
3696         return 0;
3697 }
3698
3699 static void memcg_deactivate_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3700 {
3701 }
3702
3703 static void memcg_destroy_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3704 {
3705 }
3706 #endif
3707
3708 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3709
3710 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         return &memcg->cgwb_list;
3713 }
3714
3715 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3716 {
3717         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3718 }
3719
3720 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3723 }
3724
3725 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3726 {
3727         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3728 }
3729
3730 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3731 {
3732         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3733
3734         if (!memcg->css.parent)
3735                 return NULL;
3736
3737         return &memcg->cgwb_domain;
3738 }
3739
3740 /**
3741  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3742  * @wb: bdi_writeback in question
3743  * @pavail: out parameter for number of available pages
3744  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3745  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3746  *
3747  * Determine the numbers of available, dirty, and writeback pages in @wb's
3748  * memcg.  Dirty and writeback are self-explanatory.  Available is a bit
3749  * more involved.
3750  *
3751  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  The available memory is
3752  * calculated as the lowest headroom of itself and the ancestors plus the
3753  * number of pages already being used for file pages.  Note that this
3754  * doesn't consider the actual amount of available memory in the system.
3755  * The caller should further cap *@pavail accordingly.
3756  */
3757 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pavail,
3758                          unsigned long *pdirty, unsigned long *pwriteback)
3759 {
3760         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3761         struct mem_cgroup *parent;
3762         unsigned long head_room = PAGE_COUNTER_MAX;
3763         unsigned long file_pages;
3764
3765         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3766
3767         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3768         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3769
3770         file_pages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3771                                                     (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3772         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3773                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3774                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3775
3776                 head_room = min(head_room, ceiling - min(ceiling, used));
3777                 memcg = parent;
3778         }
3779
3780         *pavail = file_pages + head_room;
3781 }
3782
3783 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3784
3785 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3786 {
3787         return 0;
3788 }
3789
3790 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3791 {
3792 }
3793
3794 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3795 {
3796 }
3797
3798 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3799
3800 /*
3801  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3802  *
3803  * "cgroup.event_control" implementation.
3804  *
3805  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3806  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3807  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3808  *
3809  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3810  * possible.
3811  */
3812
3813 /*
3814  * Unregister event and free resources.
3815  *
3816  * Gets called from workqueue.
3817  */
3818 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3819 {
3820         struct mem_cgroup_event *event =
3821                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3822         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3823
3824         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3825
3826         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3827
3828         /* Notify userspace the event is going away. */
3829         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3830
3831         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3832         kfree(event);
3833         css_put(&memcg->css);
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3838  *
3839  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3840  */
3841 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3842                             int sync, void *key)
3843 {
3844         struct mem_cgroup_event *event =
3845                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3846         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3847         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3848
3849         if (flags & POLLHUP) {
3850                 /*
3851                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3852                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3853                  * for us.
3854                  *
3855                  * We can't race against event freeing since the other
3856                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3857                  * which we hold.
3858                  */
3859                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3860                 if (!list_empty(&event->list)) {
3861                         list_del_init(&event->list);
3862                         /*
3863                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3864                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3865                          */
3866                         schedule_work(&event->remove);
3867                 }
3868                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3869         }
3870
3871         return 0;
3872 }
3873
3874 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3875                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3876 {
3877         struct mem_cgroup_event *event =
3878                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3879
3880         event->wqh = wqh;
3881         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3882 }
3883
3884 /*
3885  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3886  *
3887  * Parse input and register new cgroup event handler.
3888  *
3889  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3890  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3891  */
3892 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3893                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3894 {
3895         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3896         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3897         struct mem_cgroup_event *event;
3898         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3899         unsigned int efd, cfd;
3900         struct fd efile;
3901         struct fd cfile;
3902         const char *name;
3903         char *endp;
3904         int ret;
3905
3906         buf = strstrip(buf);
3907
3908         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3909         if (*endp != ' ')
3910                 return -EINVAL;
3911         buf = endp + 1;
3912
3913         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3914         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3915                 return -EINVAL;
3916         buf = endp + 1;
3917
3918         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3919         if (!event)
3920                 return -ENOMEM;
3921
3922         event->memcg = memcg;
3923         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3924         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3925         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3926         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3927
3928         efile = fdget(efd);
3929         if (!efile.file) {
3930                 ret = -EBADF;
3931                 goto out_kfree;
3932         }
3933
3934         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3935         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3936                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3937                 goto out_put_efile;
3938         }
3939
3940         cfile = fdget(cfd);
3941         if (!cfile.file) {
3942                 ret = -EBADF;
3943                 goto out_put_eventfd;
3944         }
3945
3946         /* the process need read permission on control file */
3947         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3948         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3949         if (ret < 0)
3950                 goto out_put_cfile;
3951
3952         /*
3953          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3954          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3955          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3956          * is for compatibility anyway.
3957          *
3958          * DO NOT ADD NEW FILES.
3959          */
3960         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3961
3962         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3963                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3964                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3965         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3966                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3967                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3968         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3969                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3970                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3971         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3972                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3973                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3974         } else {
3975                 ret = -EINVAL;
3976                 goto out_put_cfile;
3977         }
3978
3979         /*
3980          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3981          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3982          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3983          */
3984         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3985                                                &memory_cgrp_subsys);
3986         ret = -EINVAL;
3987         if (IS_ERR(cfile_css))
3988                 goto out_put_cfile;
3989         if (cfile_css != css) {
3990                 css_put(cfile_css);
3991                 goto out_put_cfile;
3992         }
3993
3994         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3995         if (ret)
3996                 goto out_put_css;
3997
3998         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3999
4000         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4001         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4002         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4003
4004         fdput(cfile);
4005         fdput(efile);
4006
4007         return nbytes;
4008
4009 out_put_css:
4010         css_put(css);
4011 out_put_cfile:
4012         fdput(cfile);
4013 out_put_eventfd:
4014         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4015 out_put_efile:
4016         fdput(efile);
4017 out_kfree:
4018         kfree(event);
4019
4020         return ret;
4021 }
4022
4023 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4024         {
4025                 .name = "usage_in_bytes",
4026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4028         },
4029         {
4030                 .name = "max_usage_in_bytes",
4031                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4032                 .write = mem_cgroup_reset,
4033                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4034         },
4035         {
4036                 .name = "limit_in_bytes",
4037                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4038                 .write = mem_cgroup_write,
4039                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4040         },
4041         {
4042                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4043                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4044                 .write = mem_cgroup_write,
4045                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4046         },
4047         {
4048                 .name = "failcnt",
4049                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4050                 .write = mem_cgroup_reset,
4051                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4052         },
4053         {
4054                 .name = "stat",
4055                 .seq_show = memcg_stat_show,
4056         },
4057         {
4058                 .name = "force_empty",
4059                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4060         },
4061         {
4062                 .name = "use_hierarchy",
4063                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4064                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4065         },
4066         {
4067                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4068                 .write = memcg_write_event_control,
4069                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX,
4070                 .mode = S_IWUGO,
4071         },
4072         {
4073                 .name = "swappiness",
4074                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4075                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4076         },
4077         {
4078                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4079                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4080                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4081         },
4082         {
4083                 .name = "oom_control",
4084                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4085                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4086                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4087         },
4088         {
4089                 .name = "pressure_level",
4090         },
4091 #ifdef CONFIG_NUMA
4092         {
4093                 .name = "numa_stat",
4094                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4095         },
4096 #endif
4097 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4098         {
4099                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4100                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4101                 .write = mem_cgroup_write,
4102                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4103         },
4104         {
4105                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4107                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4108         },
4109         {
4110                 .name = "kmem.failcnt",
4111                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4112                 .write = mem_cgroup_reset,
4113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4114         },
4115         {
4116                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4118                 .write = mem_cgroup_reset,
4119                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4120         },
4121 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4122         {
4123                 .name = "kmem.slabinfo",
4124                 .seq_start = slab_start,
4125                 .seq_next = slab_next,
4126                 .seq_stop = slab_stop,
4127                 .seq_show = memcg_slab_show,
4128         },
4129 #endif
4130 #endif
4131         { },    /* terminate */
4132 };
4133
4134 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4135 {
4136         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4137         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4138         int zone, tmp = node;
4139         /*
4140          * This routine is called against possible nodes.
4141          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4142          *
4143          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4144          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4145          *       function.
4146          */
4147         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4148                 tmp = -1;
4149         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4150         if (!pn)
4151                 return 1;
4152
4153         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4154                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4155                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4156                 mz->usage_in_excess = 0;
4157                 mz->on_tree = false;
4158                 mz->memcg = memcg;
4159         }
4160         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4161         return 0;
4162 }
4163
4164 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4165 {
4166         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4167 }
4168
4169 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4170 {
4171         struct mem_cgroup *memcg;
4172         size_t size;
4173
4174         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4175         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4176
4177         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4178         if (!memcg)
4179                 return NULL;
4180
4181         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4182         if (!memcg->stat)
4183                 goto out_free;
4184
4185         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4186                 goto out_free_stat;
4187
4188         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4189         return memcg;
4190
4191 out_free_stat:
4192         free_percpu(memcg->stat);
4193 out_free:
4194         kfree(memcg);
4195         return NULL;
4196 }
4197
4198 /*
4199  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4200  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4201  *
4202  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4203  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4204  * it goes down to 0.
4205  *
4206  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4207  */
4208
4209 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4210 {
4211         int node;
4212
4213         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4214
4215         for_each_node(node)
4216                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4217
4218         free_percpu(memcg->stat);
4219         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4220         kfree(memcg);
4221 }
4222
4223 /*
4224  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4225  */
4226 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4227 {
4228         if (!memcg->memory.parent)
4229                 return NULL;
4230         return mem_cgroup_from_counter(memcg->memory.parent, memory);
4231 }
4232 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4233
4234 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4235 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4236 {
4237         struct mem_cgroup *memcg;
4238         long error = -ENOMEM;
4239         int node;
4240
4241         memcg = mem_cgroup_alloc();
4242         if (!memcg)
4243                 return ERR_PTR(error);
4244
4245         for_each_node(node)
4246                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4247                         goto free_out;
4248
4249         /* root ? */
4250         if (parent_css == NULL) {
4251                 root_mem_cgroup = memcg;
4252                 mem_cgroup_root_css = &memcg->css;
4253                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4254                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4255                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4256                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4257                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4258         }
4259
4260         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4261         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4262         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4263         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4264         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4265         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4266         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4267         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4268 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4269         memcg->kmemcg_id = -1;
4270 #endif
4271 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4272         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4273 #endif
4274         return &memcg->css;
4275
4276 free_out:
4277         __mem_cgroup_free(memcg);
4278         return ERR_PTR(error);
4279 }
4280
4281 static int
4282 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4283 {
4284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4285         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(css->parent);
4286         int ret;
4287
4288         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4289                 return -ENOSPC;
4290
4291         if (!parent)
4292                 return 0;
4293
4294         mutex_lock(&memcg_create_mutex);
4295
4296         memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4297         memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4298         memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4299
4300         if (parent->use_hierarchy) {
4301                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4302                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4303                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4304                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4305                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4306
4307                 /*
4308                  * No need to take a reference to the parent because cgroup
4309                  * core guarantees its existence.
4310                  */
4311         } else {
4312                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4313                 memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4314                 memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4315                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4316                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4317                 /*
4318                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4319                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4320                  * unfortunate state in our controller.
4321                  */
4322                 if (parent != root_mem_cgroup)
4323                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4324         }
4325         mutex_unlock(&memcg_create_mutex);
4326
4327         ret = memcg_init_kmem(memcg, &memory_cgrp_subsys);
4328         if (ret)
4329                 return ret;
4330
4331         /*
4332          * Make sure the memcg is initialized: mem_cgroup_iter()
4333          * orders reading memcg->initialized against its callers
4334          * reading the memcg members.
4335          */
4336         smp_store_release(&memcg->initialized, 1);
4337
4338         return 0;
4339 }
4340
4341 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4342 {
4343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4344         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4345
4346         /*
4347          * Unregister events and notify userspace.
4348          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4349          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4350          */
4351         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4352         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4353                 list_del_init(&event->list);
4354                 schedule_work(&event->remove);
4355         }
4356         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4357
4358         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4359
4360         memcg_deactivate_kmem(memcg);
4361
4362         wb_memcg_offline(memcg);
4363 }
4364
4365 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4366 {
4367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4368
4369         memcg_destroy_kmem(memcg);
4370         __mem_cgroup_free(memcg);
4371 }
4372
4373 /**
4374  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4375  * @css: the target css
4376  *
4377  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4378  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4379  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4380  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4381  * made visible again.
4382  *
4383  * The current implementation only resets the essential configurations.
4384  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4385  */
4386 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4387 {
4388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4389
4390         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4391         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4392         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4393         memcg->low = 0;
4394         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4395         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4396         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4397 }
4398
4399 #ifdef CONFIG_MMU
4400 /* Handlers for move charge at task migration. */
4401 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4402 {
4403         int ret;
4404
4405         /* Try a single bulk charge without reclaim first */
4406         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_WAIT, count);
4407         if (!ret) {
4408                 mc.precharge += count;
4409                 return ret;
4410         }
4411         if (ret == -EINTR) {
4412                 cancel_charge(root_mem_cgroup, count);
4413                 return ret;
4414         }
4415
4416         /* Try charges one by one with reclaim */
4417         while (count--) {
4418                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4419                 /*
4420                  * In case of failure, any residual charges against
4421                  * mc.to will be dropped by mem_cgroup_clear_mc()
4422                  * later on.  However, cancel any charges that are
4423                  * bypassed to root right away or they'll be lost.
4424                  */
4425                 if (ret == -EINTR)
4426                         cancel_charge(root_mem_cgroup, 1);
4427                 if (ret)
4428                         return ret;
4429                 mc.precharge++;
4430                 cond_resched();
4431         }
4432         return 0;
4433 }
4434
4435 /**
4436  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4437  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4438  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4439  * @ptent: the pte to be checked
4440  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4441  *
4442  * Returns
4443  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4444  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4445  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4446  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4447  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4448  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4449  *     in target->ent.
4450  *
4451  * Called with pte lock held.
4452  */
4453 union mc_target {
4454         struct page     *page;
4455         swp_entry_t     ent;
4456 };
4457
4458 enum mc_target_type {
4459         MC_TARGET_NONE = 0,
4460         MC_TARGET_PAGE,
4461         MC_TARGET_SWAP,
4462 };
4463
4464 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4465                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4466 {
4467         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4468
4469         if (!page || !page_mapped(page))
4470                 return NULL;
4471         if (PageAnon(page)) {
4472                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4473                         return NULL;
4474         } else {
4475                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4476                         return NULL;
4477         }
4478         if (!get_page_unless_zero(page))
4479                 return NULL;
4480
4481         return page;
4482 }
4483
4484 #ifdef CONFIG_SWAP
4485 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4486                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4487 {
4488         struct page *page = NULL;
4489         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4490
4491         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4492                 return NULL;
4493         /*
4494          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4495          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4496          */
4497         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4498         if (do_swap_account)
4499                 entry->val = ent.val;
4500
4501         return page;
4502 }
4503 #else
4504 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4505                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4506 {
4507         return NULL;
4508 }
4509 #endif
4510
4511 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4512                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4513 {
4514         struct page *page = NULL;
4515         struct address_space *mapping;
4516         pgoff_t pgoff;
4517
4518         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4519                 return NULL;
4520         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4521                 return NULL;
4522
4523         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4524         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4525
4526         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4527 #ifdef CONFIG_SWAP
4528         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4529         if (shmem_mapping(mapping)) {
4530                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4531                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4532                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4533                         if (do_swap_account)
4534                                 *entry = swp;
4535                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4536                 }
4537         } else
4538                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4539 #else
4540         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4541 #endif
4542         return page;
4543 }
4544
4545 /**
4546  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4547  * @page: the page
4548  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4549  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4550  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4551  *
4552  * The caller must confirm following.
4553  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4554  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
4555  *
4556  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4557  * from old cgroup.
4558  */
4559 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4560                                    unsigned int nr_pages,
4561                                    struct mem_cgroup *from,
4562                                    struct mem_cgroup *to)
4563 {
4564         unsigned long flags;
4565         int ret;
4566         bool anon;
4567
4568         VM_BUG_ON(from == to);
4569         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4570         /*
4571          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
4572          * will not handle this page. But page splitting can happen.
4573          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
4574          * hold it.
4575          */
4576         ret = -EBUSY;
4577         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
4578                 goto out;
4579
4580         /*
4581          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at page->mem_cgroup
4582          * of its source page while we change it: page migration takes
4583          * both pages off the LRU, but page cache replacement doesn't.
4584          */
4585         if (!trylock_page(page))
4586                 goto out;
4587
4588         ret = -EINVAL;
4589         if (page->mem_cgroup != from)
4590                 goto out_unlock;
4591
4592         anon = PageAnon(page);
4593
4594         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4595
4596         if (!anon && page_mapped(page)) {
4597                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4598                                nr_pages);
4599                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4600                                nr_pages);
4601         }
4602
4603         /*
4604          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4605          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4606          * So mapping should be stable for dirty pages.
4607          */
4608         if (!anon && PageDirty(page)) {
4609                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4610
4611                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4612                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4613                                        nr_pages);
4614                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4615                                        nr_pages);
4616                 }
4617         }
4618
4619         if (PageWriteback(page)) {
4620                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4621                                nr_pages);
4622                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4623                                nr_pages);
4624         }
4625
4626         /*
4627          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4628          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4629          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4630          */
4631
4632         /* caller should have done css_get */
4633         page->mem_cgroup = to;
4634         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4635
4636         ret = 0;
4637
4638         local_irq_disable();
4639         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
4640         memcg_check_events(to, page);
4641         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
4642         memcg_check_events(from, page);
4643         local_irq_enable();
4644 out_unlock:
4645         unlock_page(page);
4646 out:
4647         return ret;
4648 }
4649
4650 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4651                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4652 {
4653         struct page *page = NULL;
4654         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4655         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4656
4657         if (pte_present(ptent))
4658                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4659         else if (is_swap_pte(ptent))
4660                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4661         else if (pte_none(ptent))
4662                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4663
4664         if (!page && !ent.val)
4665                 return ret;
4666         if (page) {
4667                 /*
4668                  * Do only loose check w/o serialization.
4669                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4670                  * not under LRU exclusion.
4671                  */
4672                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4673                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4674                         if (target)
4675                                 target->page = page;
4676                 }
4677                 if (!ret || !target)
4678                         put_page(page);
4679         }
4680         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4681         if (ent.val && !ret &&
4682             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4683                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4684                 if (target)
4685                         target->ent = ent;
4686         }
4687         return ret;
4688 }
4689
4690 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4691 /*
4692  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4693  * support them for now.
4694  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4695  */
4696 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4697                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4698 {
4699         struct page *page = NULL;
4700         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4701
4702         page = pmd_page(pmd);
4703         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4704         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4705                 return ret;
4706         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4707                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4708                 if (target) {
4709                         get_page(page);
4710                         target->page = page;
4711                 }
4712         }
4713         return ret;
4714 }
4715 #else
4716 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4717                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4718 {
4719         return MC_TARGET_NONE;
4720 }
4721 #endif
4722
4723 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4724                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4725                                         struct mm_walk *walk)
4726 {
4727         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4728         pte_t *pte;
4729         spinlock_t *ptl;
4730
4731         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4732                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4733                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4734                 spin_unlock(ptl);
4735                 return 0;
4736         }
4737
4738         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4739                 return 0;
4740         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4741         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4742                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4743                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4744         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4745         cond_resched();
4746
4747         return 0;
4748 }
4749
4750 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4751 {
4752         unsigned long precharge;
4753
4754         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4755                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4756                 .mm = mm,
4757         };
4758         down_read(&mm->mmap_sem);
4759         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4760         up_read(&mm->mmap_sem);
4761
4762         precharge = mc.precharge;
4763         mc.precharge = 0;
4764
4765         return precharge;
4766 }
4767
4768 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4769 {
4770         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4771
4772         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4773         mc.moving_task = current;
4774         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4775 }
4776
4777 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4778 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4779 {
4780         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4781         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4782
4783         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4784         if (mc.precharge) {
4785                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4786                 mc.precharge = 0;
4787         }
4788         /*
4789          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4790          * we must uncharge here.
4791          */
4792         if (mc.moved_charge) {
4793                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4794                 mc.moved_charge = 0;
4795         }
4796         /* we must fixup refcnts and charges */
4797         if (mc.moved_swap) {
4798                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4799                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4800                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4801
4802                 /*
4803                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4804                  * should uncharge to->memory.
4805                  */
4806                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4807                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4808
4809                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4810
4811                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4812                 mc.moved_swap = 0;
4813         }
4814         memcg_oom_recover(from);
4815         memcg_oom_recover(to);
4816         wake_up_all(&mc.waitq);
4817 }
4818
4819 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4820 {
4821         /*
4822          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4823          * task migration.
4824          */
4825         mc.moving_task = NULL;
4826         __mem_cgroup_clear_mc();
4827         spin_lock(&mc.lock);
4828         mc.from = NULL;
4829         mc.to = NULL;
4830         spin_unlock(&mc.lock);
4831 }
4832
4833 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4834                                  struct cgroup_taskset *tset)
4835 {
4836         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4837         struct mem_cgroup *from;
4838         struct task_struct *p;
4839         struct mm_struct *mm;
4840         unsigned long move_flags;
4841         int ret = 0;
4842
4843         /*
4844          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4845          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4846          * So we need to save it, and keep it going.
4847          */
4848         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4849         if (!move_flags)
4850                 return 0;
4851
4852         p = cgroup_taskset_first(tset);
4853         from = mem_cgroup_from_task(p);
4854
4855         VM_BUG_ON(from == memcg);
4856
4857         mm = get_task_mm(p);
4858         if (!mm)
4859                 return 0;
4860         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4861         if (mm->owner == p) {
4862                 VM_BUG_ON(mc.from);
4863                 VM_BUG_ON(mc.to);
4864                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4865                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4866                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4867
4868                 spin_lock(&mc.lock);
4869                 mc.from = from;
4870                 mc.to = memcg;
4871                 mc.flags = move_flags;
4872                 spin_unlock(&mc.lock);
4873                 /* We set mc.moving_task later */
4874
4875                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4876                 if (ret)
4877                         mem_cgroup_clear_mc();
4878         }
4879         mmput(mm);
4880         return ret;
4881 }
4882
4883 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
4884                                      struct cgroup_taskset *tset)
4885 {
4886         if (mc.to)
4887                 mem_cgroup_clear_mc();
4888 }
4889
4890 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4891                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4892                                 struct mm_walk *walk)
4893 {
4894         int ret = 0;
4895         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4896         pte_t *pte;
4897         spinlock_t *ptl;
4898         enum mc_target_type target_type;
4899         union mc_target target;
4900         struct page *page;
4901
4902         /*
4903          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
4904          * happens because:
4905          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
4906          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
4907          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
4908          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
4909          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
4910          *    part of thp split is not executed yet.
4911          */
4912         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl) == 1) {
4913                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4914                         spin_unlock(ptl);
4915                         return 0;
4916                 }
4917                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4918                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4919                         page = target.page;
4920                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4921                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
4922                                                              mc.from, mc.to)) {
4923                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4924                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4925                                 }
4926                                 putback_lru_page(page);
4927                         }
4928                         put_page(page);
4929                 }
4930                 spin_unlock(ptl);
4931                 return 0;
4932         }
4933
4934         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4935                 return 0;
4936 retry:
4937         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4938         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4939                 pte_t ptent = *(pte++);
4940                 swp_entry_t ent;
4941
4942                 if (!mc.precharge)
4943                         break;
4944
4945                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4946                 case MC_TARGET_PAGE:
4947                         page = target.page;
4948                         if (isolate_lru_page(page))
4949                                 goto put;
4950                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, mc.from, mc.to)) {
4951                                 mc.precharge--;
4952                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4953                                 mc.moved_charge++;
4954                         }
4955                         putback_lru_page(page);
4956 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4957                         put_page(page);
4958                         break;
4959                 case MC_TARGET_SWAP:
4960                         ent = target.ent;
4961                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4962                                 mc.precharge--;
4963                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4964                                 mc.moved_swap++;
4965                         }
4966                         break;
4967                 default:
4968                         break;
4969                 }
4970         }
4971         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4972         cond_resched();
4973
4974         if (addr != end) {
4975                 /*
4976                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4977                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4978                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4979                  * phase.
4980                  */
4981                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4982                 if (!ret)
4983                         goto retry;
4984         }
4985
4986         return ret;
4987 }
4988
4989 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4990 {
4991         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4992                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4993                 .mm = mm,
4994         };
4995
4996         lru_add_drain_all();
4997         /*
4998          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4999          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
5000          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
5001          */
5002         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5003         synchronize_rcu();
5004 retry:
5005         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5006                 /*
5007                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5008                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5009                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5010                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5011                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5012                  */
5013                 __mem_cgroup_clear_mc();
5014                 cond_resched();
5015                 goto retry;
5016         }
5017         /*
5018          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5019          * additional charge, the page walk just aborts.
5020          */
5021         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5022         up_read(&mm->mmap_sem);
5023         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5024 }
5025
5026 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5027                                  struct cgroup_taskset *tset)
5028 {
5029         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5030         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5031
5032         if (mm) {
5033                 if (mc.to)
5034                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5035                 mmput(mm);
5036         }
5037         if (mc.to)
5038                 mem_cgroup_clear_mc();
5039 }
5040 #else   /* !CONFIG_MMU */
5041 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5042                                  struct cgroup_taskset *tset)
5043 {
5044         return 0;
5045 }
5046 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys_state *css,
5047                                      struct cgroup_taskset *tset)
5048 {
5049 }
5050 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys_state *css,
5051                                  struct cgroup_taskset *tset)
5052 {
5053 }
5054 #endif
5055
5056 /*
5057  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5058  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5059  * attempt.
5060  */
5061 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5062 {
5063         /*
5064          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5065          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5066          * on for the root memcg is enough.
5067          */
5068         if (cgroup_on_dfl(root_css->cgroup))
5069                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5070         else
5071                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5072 }
5073
5074 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5075                                struct cftype *cft)
5076 {
5077         return mem_cgroup_usage(mem_cgroup_from_css(css), false);
5078 }
5079
5080 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5081 {
5082         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5083         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5084
5085         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5086                 seq_puts(m, "max\n");
5087         else
5088                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5089
5090         return 0;
5091 }
5092
5093 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5094                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5095 {
5096         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5097         unsigned long low;
5098         int err;
5099
5100         buf = strstrip(buf);
5101         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5102         if (err)
5103                 return err;
5104
5105         memcg->low = low;
5106
5107         return nbytes;
5108 }
5109
5110 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5111 {
5112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5113         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5114
5115         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5116                 seq_puts(m, "max\n");
5117         else
5118                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5119
5120         return 0;
5121 }
5122
5123 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5124                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5125 {
5126         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5127         unsigned long high;
5128         int err;
5129
5130         buf = strstrip(buf);
5131         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5132         if (err)
5133                 return err;
5134
5135         memcg->high = high;
5136
5137         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5138         return nbytes;
5139 }
5140
5141 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5142 {
5143         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5144         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5145
5146         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5147                 seq_puts(m, "max\n");
5148         else
5149                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5150
5151         return 0;
5152 }
5153
5154 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5155                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5156 {
5157         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5158         unsigned long max;
5159         int err;
5160
5161         buf = strstrip(buf);
5162         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5163         if (err)
5164                 return err;
5165
5166         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5167         if (err)
5168                 return err;
5169
5170         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5171         return nbytes;
5172 }
5173
5174 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5175 {
5176         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5177
5178         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5179         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5180         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5181         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5182
5183         return 0;
5184 }
5185
5186 static struct cftype memory_files[] = {
5187         {
5188                 .name = "current",
5189                 .read_u64 = memory_current_read,
5190         },
5191         {
5192                 .name = "low",
5193                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5194                 .seq_show = memory_low_show,
5195                 .write = memory_low_write,
5196         },
5197         {
5198                 .name = "high",
5199                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5200                 .seq_show = memory_high_show,
5201                 .write = memory_high_write,
5202         },
5203         {
5204                 .name = "max",
5205                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5206                 .seq_show = memory_max_show,
5207                 .write = memory_max_write,
5208         },
5209         {
5210                 .name = "events",
5211                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5212                 .seq_show = memory_events_show,
5213         },
5214         { }     /* terminate */
5215 };
5216
5217 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5218         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5219         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5220         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5221         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5222         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5223         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5224         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5225         .attach = mem_cgroup_move_task,
5226         .bind = mem_cgroup_bind,
5227         .dfl_cftypes = memory_files,
5228         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5229         .early_init = 0,
5230 };
5231
5232 /**
5233  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5234  * @root: the highest ancestor to consider
5235  * @memcg: the memory cgroup to check
5236  *
5237  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5238  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5239  */
5240 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5241 {
5242         if (mem_cgroup_disabled())
5243                 return false;
5244
5245         /*
5246          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5247          * it's never low when looked at directly, and it is not
5248          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5249          */
5250
5251         if (memcg == root_mem_cgroup)
5252                 return false;
5253
5254         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5255                 return false;
5256
5257         while (memcg != root) {
5258                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5259
5260                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5261                         break;
5262
5263                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5264                         return false;
5265         }
5266         return true;
5267 }
5268
5269 /**
5270  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5271  * @page: page to charge
5272  * @mm: mm context of the victim
5273  * @gfp_mask: reclaim mode
5274  * @memcgp: charged memcg return
5275  *
5276  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5277  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5278  *
5279  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5280  * Otherwise, an error code is returned.
5281  *
5282  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5283  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5284  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5285  */
5286 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5287                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
5288 {
5289         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5290         unsigned int nr_pages = 1;
5291         int ret = 0;
5292
5293         if (mem_cgroup_disabled())
5294                 goto out;
5295
5296         if (PageSwapCache(page)) {
5297                 /*
5298                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5299                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5300                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5301                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5302                  * in turn serializes uncharging.
5303                  */
5304                 if (page->mem_cgroup)
5305                         goto out;
5306         }
5307
5308         if (PageTransHuge(page)) {
5309                 nr_pages <<= compound_order(page);
5310                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5311         }
5312
5313         if (do_swap_account && PageSwapCache(page))
5314                 memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
5315         if (!memcg)
5316                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5317
5318         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5319
5320         css_put(&memcg->css);
5321
5322         if (ret == -EINTR) {
5323                 memcg = root_mem_cgroup;
5324                 ret = 0;
5325         }
5326 out:
5327         *memcgp = memcg;
5328         return ret;
5329 }
5330
5331 /**
5332  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5333  * @page: page to charge
5334  * @memcg: memcg to charge the page to
5335  * @lrucare: page might be on LRU already
5336  *
5337  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5338  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5339  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5340  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5341  *
5342  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5343  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5344  *
5345  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5346  */
5347 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5348                               bool lrucare)
5349 {
5350         unsigned int nr_pages = 1;
5351
5352         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5353         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5354
5355         if (mem_cgroup_disabled())
5356                 return;
5357         /*
5358          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5359          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5360          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5361          */
5362         if (!memcg)
5363                 return;
5364
5365         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5366
5367         if (PageTransHuge(page)) {
5368                 nr_pages <<= compound_order(page);
5369                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5370         }
5371
5372         local_irq_disable();
5373         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
5374         memcg_check_events(memcg, page);
5375         local_irq_enable();
5376
5377         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
5378                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5379                 /*
5380                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5381                  * let's not wait for it.  The page already received a
5382                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5383                  */
5384                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5385         }
5386 }
5387
5388 /**
5389  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5390  * @page: page to charge
5391  * @memcg: memcg to charge the page to
5392  *
5393  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5394  */
5395 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
5396 {
5397         unsigned int nr_pages = 1;
5398
5399         if (mem_cgroup_disabled())
5400                 return;
5401         /*
5402          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5403          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5404          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5405          */
5406         if (!memcg)
5407                 return;
5408
5409         if (PageTransHuge(page)) {
5410                 nr_pages <<= compound_order(page);
5411                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5412         }
5413
5414         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5415 }
5416
5417 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5418                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5419                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5420 {
5421         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5422         unsigned long flags;
5423
5424         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5425                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5426                 if (do_swap_account)
5427                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5428                 memcg_oom_recover(memcg);
5429         }
5430
5431         local_irq_save(flags);
5432         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5433         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5434         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5435         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5436         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5437         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5438         local_irq_restore(flags);
5439
5440         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5441                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5442 }
5443
5444 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5445 {
5446         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5447         unsigned long nr_anon = 0;
5448         unsigned long nr_file = 0;
5449         unsigned long nr_huge = 0;
5450         unsigned long pgpgout = 0;
5451         struct list_head *next;
5452         struct page *page;
5453
5454         next = page_list->next;
5455         do {
5456                 unsigned int nr_pages = 1;
5457
5458                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5459                 next = page->lru.next;
5460
5461                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5462                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5463
5464                 if (!page->mem_cgroup)
5465                         continue;
5466
5467                 /*
5468                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5469                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5470                  * exclusive access to the page.
5471                  */
5472
5473                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5474                         if (memcg) {
5475                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5476                                                nr_huge, page);
5477                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5478                         }
5479                         memcg = page->mem_cgroup;
5480                 }
5481
5482                 if (PageTransHuge(page)) {
5483                         nr_pages <<= compound_order(page);
5484                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5485                         nr_huge += nr_pages;
5486                 }
5487
5488                 if (PageAnon(page))
5489                         nr_anon += nr_pages;
5490                 else
5491                         nr_file += nr_pages;
5492
5493                 page->mem_cgroup = NULL;
5494
5495                 pgpgout++;
5496         } while (next != page_list);
5497
5498         if (memcg)
5499                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5500                                nr_huge, page);
5501 }
5502
5503 /**
5504  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5505  * @page: page to uncharge
5506  *
5507  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5508  * mem_cgroup_commit_charge().
5509  */
5510 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5511 {
5512         if (mem_cgroup_disabled())
5513                 return;
5514
5515         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5516         if (!page->mem_cgroup)
5517                 return;
5518
5519         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5520         uncharge_list(&page->lru);
5521 }
5522
5523 /**
5524  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5525  * @page_list: list of pages to uncharge
5526  *
5527  * Uncharge a list of pages previously charged with
5528  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5529  */
5530 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5531 {
5532         if (mem_cgroup_disabled())
5533                 return;
5534
5535         if (!list_empty(page_list))
5536                 uncharge_list(page_list);
5537 }
5538
5539 /**
5540  * mem_cgroup_migrate - migrate a charge to another page
5541  * @oldpage: currently charged page
5542  * @newpage: page to transfer the charge to
5543  * @lrucare: either or both pages might be on the LRU already
5544  *
5545  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5546  *
5547  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5548  */
5549 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage,
5550                         bool lrucare)
5551 {
5552         struct mem_cgroup *memcg;
5553         int isolated;
5554
5555         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5556         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5557         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(oldpage), oldpage);
5558         VM_BUG_ON_PAGE(!lrucare && PageLRU(newpage), newpage);
5559         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5560         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5561                        newpage);
5562
5563         if (mem_cgroup_disabled())
5564                 return;
5565
5566         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5567         if (newpage->mem_cgroup)
5568                 return;
5569
5570         /*
5571          * Swapcache readahead pages can get migrated before being
5572          * charged, and migration from compaction can happen to an
5573          * uncharged page when the PFN walker finds a page that
5574          * reclaim just put back on the LRU but has not released yet.
5575          */
5576         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5577         if (!memcg)
5578                 return;
5579
5580         if (lrucare)
5581                 lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5582
5583         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5584
5585         if (lrucare)
5586                 unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5587
5588         commit_charge(newpage, memcg, lrucare);
5589 }
5590
5591 /*
5592  * subsys_initcall() for memory controller.
5593  *
5594  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5595  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5596  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5597  * be initialized from here.
5598  */
5599 static int __init mem_cgroup_init(void)
5600 {
5601         int cpu, node;
5602
5603         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5604
5605         for_each_possible_cpu(cpu)
5606                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5607                           drain_local_stock);
5608
5609         for_each_node(node) {
5610                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5611                 int zone;
5612
5613                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5614                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5615
5616                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5617                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5618
5619                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5620                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5621                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5622                 }
5623                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5624         }
5625
5626         return 0;
5627 }
5628 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5629
5630 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5631 /**
5632  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5633  * @page: page whose memsw charge to transfer
5634  * @entry: swap entry to move the charge to
5635  *
5636  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5637  */
5638 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5639 {
5640         struct mem_cgroup *memcg;
5641         unsigned short oldid;
5642
5643         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5644         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5645
5646         if (!do_swap_account)
5647                 return;
5648
5649         memcg = page->mem_cgroup;
5650
5651         /* Readahead page, never charged */
5652         if (!memcg)
5653                 return;
5654
5655         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5656         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5657         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5658
5659         page->mem_cgroup = NULL;
5660
5661         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5662                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5663
5664         /*
5665          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5666          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5667          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5668          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5669          */
5670         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5671         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -1);
5672         memcg_check_events(memcg, page);
5673 }
5674
5675 /**
5676  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5677  * @entry: swap entry to uncharge
5678  *
5679  * Drop the memsw charge associated with @entry.
5680  */
5681 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5682 {
5683         struct mem_cgroup *memcg;
5684         unsigned short id;
5685
5686         if (!do_swap_account)
5687                 return;
5688
5689         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5690         rcu_read_lock();
5691         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5692         if (memcg) {
5693                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5694                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5695                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5696                 css_put(&memcg->css);
5697         }
5698         rcu_read_unlock();
5699 }
5700
5701 /* for remember boot option*/
5702 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5703 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5704 #else
5705 static int really_do_swap_account __initdata;
5706 #endif
5707
5708 static int __init enable_swap_account(char *s)
5709 {
5710         if (!strcmp(s, "1"))
5711                 really_do_swap_account = 1;
5712         else if (!strcmp(s, "0"))
5713                 really_do_swap_account = 0;
5714         return 1;
5715 }
5716 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5717
5718 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5719         {
5720                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5721                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5722                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5723         },
5724         {
5725                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5726                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5727                 .write = mem_cgroup_reset,
5728                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5729         },
5730         {
5731                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5732                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5733                 .write = mem_cgroup_write,
5734                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5735         },
5736         {
5737                 .name = "memsw.failcnt",
5738                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5739                 .write = mem_cgroup_reset,
5740                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5741         },
5742         { },    /* terminate */
5743 };
5744
5745 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5746 {
5747         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5748                 do_swap_account = 1;
5749                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5750                                                   memsw_cgroup_files));
5751         }
5752         return 0;
5753 }
5754 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5755
5756 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */