4afd5971f2d420f1c5b3099637dd4006bf193206
[sfrench/cifs-2.6.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/sched/mm.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/hugetlb.h>
41 #include <linux/pagemap.h>
42 #include <linux/smp.h>
43 #include <linux/page-flags.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/bit_spinlock.h>
46 #include <linux/rcupdate.h>
47 #include <linux/limits.h>
48 #include <linux/export.h>
49 #include <linux/mutex.h>
50 #include <linux/rbtree.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/swap.h>
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/spinlock.h>
55 #include <linux/eventfd.h>
56 #include <linux/poll.h>
57 #include <linux/sort.h>
58 #include <linux/fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/vmpressure.h>
61 #include <linux/mm_inline.h>
62 #include <linux/swap_cgroup.h>
63 #include <linux/cpu.h>
64 #include <linux/oom.h>
65 #include <linux/lockdep.h>
66 #include <linux/file.h>
67 #include <linux/tracehook.h>
68 #include "internal.h"
69 #include <net/sock.h>
70 #include <net/ip.h>
71 #include "slab.h"
72
73 #include <linux/uaccess.h>
74
75 #include <trace/events/vmscan.h>
76
77 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
79
80 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81
82 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
83
84 /* Socket memory accounting disabled? */
85 static bool cgroup_memory_nosocket;
86
87 /* Kernel memory accounting disabled? */
88 static bool cgroup_memory_nokmem;
89
90 /* Whether the swap controller is active */
91 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
92 int do_swap_account __read_mostly;
93 #else
94 #define do_swap_account         0
95 #endif
96
97 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
98 static bool do_memsw_account(void)
99 {
100         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
101 }
102
103 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
104         "inactive_anon",
105         "active_anon",
106         "inactive_file",
107         "active_file",
108         "unevictable",
109 };
110
111 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
112 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
113 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
114
115 /*
116  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
117  * their hierarchy representation
118  */
119
120 struct mem_cgroup_tree_per_node {
121         struct rb_root rb_root;
122         struct rb_node *rb_rightmost;
123         spinlock_t lock;
124 };
125
126 struct mem_cgroup_tree {
127         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
128 };
129
130 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
131
132 /* for OOM */
133 struct mem_cgroup_eventfd_list {
134         struct list_head list;
135         struct eventfd_ctx *eventfd;
136 };
137
138 /*
139  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
140  */
141 struct mem_cgroup_event {
142         /*
143          * memcg which the event belongs to.
144          */
145         struct mem_cgroup *memcg;
146         /*
147          * eventfd to signal userspace about the event.
148          */
149         struct eventfd_ctx *eventfd;
150         /*
151          * Each of these stored in a list by the cgroup.
152          */
153         struct list_head list;
154         /*
155          * register_event() callback will be used to add new userspace
156          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
157          * on eventfd to send notification to userspace.
158          */
159         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
161         /*
162          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
163          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
164          * if you want provide notification functionality.
165          */
166         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
168         /*
169          * All fields below needed to unregister event when
170          * userspace closes eventfd.
171          */
172         poll_table pt;
173         wait_queue_head_t *wqh;
174         wait_queue_entry_t wait;
175         struct work_struct remove;
176 };
177
178 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
179 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
180
181 /* Stuffs for move charges at task migration. */
182 /*
183  * Types of charges to be moved.
184  */
185 #define MOVE_ANON       0x1U
186 #define MOVE_FILE       0x2U
187 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
188
189 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
190 static struct move_charge_struct {
191         spinlock_t        lock; /* for from, to */
192         struct mm_struct  *mm;
193         struct mem_cgroup *from;
194         struct mem_cgroup *to;
195         unsigned long flags;
196         unsigned long precharge;
197         unsigned long moved_charge;
198         unsigned long moved_swap;
199         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
200         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
201 } mc = {
202         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
203         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
204 };
205
206 /*
207  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
208  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
209  */
210 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
211 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
212
213 enum charge_type {
214         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
216         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
217         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
218         NR_CHARGE_TYPE,
219 };
220
221 /* for encoding cft->private value on file */
222 enum res_type {
223         _MEM,
224         _MEMSWAP,
225         _OOM_TYPE,
226         _KMEM,
227         _TCP,
228 };
229
230 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
231 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
232 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
233 /* Used for OOM nofiier */
234 #define OOM_CONTROL             (0)
235
236 /*
237  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
238  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
239  * be used for reference counting.
240  */
241 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
242         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
243              iter != NULL;                              \
244              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
245
246 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
247         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
248              iter != NULL;                              \
249              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
250
251 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
252 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
253 {
254         if (!memcg)
255                 memcg = root_mem_cgroup;
256         return &memcg->vmpressure;
257 }
258
259 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
260 {
261         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
262 }
263
264 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
265 /*
266  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
267  * The main reason for not using cgroup id for this:
268  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
269  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
270  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
271  *  200 entry array for that.
272  *
273  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
274  * will double each time we have to increase it.
275  */
276 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
277 int memcg_nr_cache_ids;
278
279 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
280 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
281
282 void memcg_get_cache_ids(void)
283 {
284         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
285 }
286
287 void memcg_put_cache_ids(void)
288 {
289         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
290 }
291
292 /*
293  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
294  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
295  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
296  * tunable, but that is strictly not necessary.
297  *
298  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
299  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
300  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
301  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
302  * increase ours as well if it increases.
303  */
304 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
305 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
306
307 /*
308  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
309  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
310  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
311  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
312  */
313 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
314 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
315
316 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
317
318 static int memcg_shrinker_map_size;
319 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
320
321 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
322 {
323         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
324 }
325
326 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
327                                          int size, int old_size)
328 {
329         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
330         int nid;
331
332         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
333
334         for_each_node(nid) {
335                 old = rcu_dereference_protected(
336                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
337                 /* Not yet online memcg */
338                 if (!old)
339                         return 0;
340
341                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
342                 if (!new)
343                         return -ENOMEM;
344
345                 /* Set all old bits, clear all new bits */
346                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
347                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
348
349                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
350                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
351         }
352
353         return 0;
354 }
355
356 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
357 {
358         struct mem_cgroup_per_node *pn;
359         struct memcg_shrinker_map *map;
360         int nid;
361
362         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
363                 return;
364
365         for_each_node(nid) {
366                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
367                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
368                 if (map)
369                         kvfree(map);
370                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
371         }
372 }
373
374 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
375 {
376         struct memcg_shrinker_map *map;
377         int nid, size, ret = 0;
378
379         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
380                 return 0;
381
382         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
383         size = memcg_shrinker_map_size;
384         for_each_node(nid) {
385                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
386                 if (!map) {
387                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
388                         ret = -ENOMEM;
389                         break;
390                 }
391                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
392         }
393         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
394
395         return ret;
396 }
397
398 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
399 {
400         int size, old_size, ret = 0;
401         struct mem_cgroup *memcg;
402
403         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
404         old_size = memcg_shrinker_map_size;
405         if (size <= old_size)
406                 return 0;
407
408         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
409         if (!root_mem_cgroup)
410                 goto unlock;
411
412         for_each_mem_cgroup(memcg) {
413                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
414                         continue;
415                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
416                 if (ret)
417                         goto unlock;
418         }
419 unlock:
420         if (!ret)
421                 memcg_shrinker_map_size = size;
422         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
423         return ret;
424 }
425
426 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
427 {
428         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
429                 struct memcg_shrinker_map *map;
430
431                 rcu_read_lock();
432                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
433                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
434                 smp_mb__before_atomic();
435                 set_bit(shrinker_id, map->map);
436                 rcu_read_unlock();
437         }
438 }
439
440 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
441 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
442 {
443         return 0;
444 }
445 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
446 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
447
448 /**
449  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
450  * @page: page of interest
451  *
452  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
453  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
454  * until it is released.
455  *
456  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
457  * is returned.
458  */
459 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
460 {
461         struct mem_cgroup *memcg;
462
463         memcg = page->mem_cgroup;
464
465         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
466                 memcg = root_mem_cgroup;
467
468         return &memcg->css;
469 }
470
471 /**
472  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
473  * @page: the page
474  *
475  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
476  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
477  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
478  *
479  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
480  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
481  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
482  * do not care (such as procfs interfaces).
483  */
484 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
485 {
486         struct mem_cgroup *memcg;
487         unsigned long ino = 0;
488
489         rcu_read_lock();
490         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
491         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
492                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
493         if (memcg)
494                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
495         rcu_read_unlock();
496         return ino;
497 }
498
499 static struct mem_cgroup_per_node *
500 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
501 {
502         int nid = page_to_nid(page);
503
504         return memcg->nodeinfo[nid];
505 }
506
507 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
508 soft_limit_tree_node(int nid)
509 {
510         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
511 }
512
513 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
514 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
515 {
516         int nid = page_to_nid(page);
517
518         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
519 }
520
521 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
522                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
523                                          unsigned long new_usage_in_excess)
524 {
525         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
526         struct rb_node *parent = NULL;
527         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
528         bool rightmost = true;
529
530         if (mz->on_tree)
531                 return;
532
533         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
534         if (!mz->usage_in_excess)
535                 return;
536         while (*p) {
537                 parent = *p;
538                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
539                                         tree_node);
540                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
541                         p = &(*p)->rb_left;
542                         rightmost = false;
543                 }
544
545                 /*
546                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
547                  * limit by the same amount
548                  */
549                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
550                         p = &(*p)->rb_right;
551         }
552
553         if (rightmost)
554                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
555
556         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
557         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
558         mz->on_tree = true;
559 }
560
561 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
562                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
563 {
564         if (!mz->on_tree)
565                 return;
566
567         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
568                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
569
570         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
571         mz->on_tree = false;
572 }
573
574 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
575                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
576 {
577         unsigned long flags;
578
579         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
580         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
581         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
582 }
583
584 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
585 {
586         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
587         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
588         unsigned long excess = 0;
589
590         if (nr_pages > soft_limit)
591                 excess = nr_pages - soft_limit;
592
593         return excess;
594 }
595
596 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
597 {
598         unsigned long excess;
599         struct mem_cgroup_per_node *mz;
600         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
601
602         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
603         if (!mctz)
604                 return;
605         /*
606          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
607          * because their event counter is not touched.
608          */
609         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
610                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
611                 excess = soft_limit_excess(memcg);
612                 /*
613                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
614                  * mem is over its softlimit.
615                  */
616                 if (excess || mz->on_tree) {
617                         unsigned long flags;
618
619                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
620                         /* if on-tree, remove it */
621                         if (mz->on_tree)
622                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
623                         /*
624                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
625                          * If excess is 0, no tree ops.
626                          */
627                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
628                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
629                 }
630         }
631 }
632
633 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
634 {
635         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
636         struct mem_cgroup_per_node *mz;
637         int nid;
638
639         for_each_node(nid) {
640                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
641                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
642                 if (mctz)
643                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
644         }
645 }
646
647 static struct mem_cgroup_per_node *
648 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
649 {
650         struct mem_cgroup_per_node *mz;
651
652 retry:
653         mz = NULL;
654         if (!mctz->rb_rightmost)
655                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
656
657         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
658                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
659         /*
660          * Remove the node now but someone else can add it back,
661          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
662          * position in the tree.
663          */
664         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
665         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
666             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
667                 goto retry;
668 done:
669         return mz;
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_per_node *
673 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
674 {
675         struct mem_cgroup_per_node *mz;
676
677         spin_lock_irq(&mctz->lock);
678         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
679         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
680         return mz;
681 }
682
683 static unsigned long memcg_sum_events(struct mem_cgroup *memcg,
684                                       int event)
685 {
686         return atomic_long_read(&memcg->events[event]);
687 }
688
689 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
690                                          struct page *page,
691                                          bool compound, int nr_pages)
692 {
693         /*
694          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
695          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
696          */
697         if (PageAnon(page))
698                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
699         else {
700                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
701                 if (PageSwapBacked(page))
702                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
703         }
704
705         if (compound) {
706                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
707                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
708         }
709
710         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
711         if (nr_pages > 0)
712                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
713         else {
714                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
715                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
716         }
717
718         __this_cpu_add(memcg->stat_cpu->nr_page_events, nr_pages);
719 }
720
721 unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
722                                            int nid, unsigned int lru_mask)
723 {
724         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
725         unsigned long nr = 0;
726         enum lru_list lru;
727
728         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
729
730         for_each_lru(lru) {
731                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
732                         continue;
733                 nr += mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
734         }
735         return nr;
736 }
737
738 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
739                         unsigned int lru_mask)
740 {
741         unsigned long nr = 0;
742         int nid;
743
744         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
745                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
746         return nr;
747 }
748
749 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
750                                        enum mem_cgroup_events_target target)
751 {
752         unsigned long val, next;
753
754         val = __this_cpu_read(memcg->stat_cpu->nr_page_events);
755         next = __this_cpu_read(memcg->stat_cpu->targets[target]);
756         /* from time_after() in jiffies.h */
757         if ((long)(next - val) < 0) {
758                 switch (target) {
759                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
760                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
761                         break;
762                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
763                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
764                         break;
765                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
766                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
767                         break;
768                 default:
769                         break;
770                 }
771                 __this_cpu_write(memcg->stat_cpu->targets[target], next);
772                 return true;
773         }
774         return false;
775 }
776
777 /*
778  * Check events in order.
779  *
780  */
781 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
782 {
783         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
784         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
785                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
786                 bool do_softlimit;
787                 bool do_numainfo __maybe_unused;
788
789                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
790                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
791 #if MAX_NUMNODES > 1
792                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
793                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
794 #endif
795                 mem_cgroup_threshold(memcg);
796                 if (unlikely(do_softlimit))
797                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
798 #if MAX_NUMNODES > 1
799                 if (unlikely(do_numainfo))
800                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
801 #endif
802         }
803 }
804
805 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
806 {
807         /*
808          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
809          * if it races with swapoff, page migration, etc.
810          * So this can be called with p == NULL.
811          */
812         if (unlikely(!p))
813                 return NULL;
814
815         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
816 }
817 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
818
819 /**
820  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
821  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
822  *
823  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
824  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
825  * returned.
826  */
827 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
828 {
829         struct mem_cgroup *memcg;
830
831         if (mem_cgroup_disabled())
832                 return NULL;
833
834         rcu_read_lock();
835         do {
836                 /*
837                  * Page cache insertions can happen withou an
838                  * actual mm context, e.g. during disk probing
839                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
840                  */
841                 if (unlikely(!mm))
842                         memcg = root_mem_cgroup;
843                 else {
844                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
845                         if (unlikely(!memcg))
846                                 memcg = root_mem_cgroup;
847                 }
848         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
849         rcu_read_unlock();
850         return memcg;
851 }
852 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
853
854 /**
855  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
856  * @page: page from which memcg should be extracted.
857  *
858  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
859  * root_mem_cgroup is returned.
860  */
861 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
862 {
863         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
864
865         if (mem_cgroup_disabled())
866                 return NULL;
867
868         rcu_read_lock();
869         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
870                 memcg = root_mem_cgroup;
871         rcu_read_unlock();
872         return memcg;
873 }
874 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
875
876 /**
877  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
878  */
879 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
880 {
881         if (unlikely(current->active_memcg)) {
882                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
883
884                 rcu_read_lock();
885                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
886                         memcg = current->active_memcg;
887                 rcu_read_unlock();
888                 return memcg;
889         }
890         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
891 }
892
893 /**
894  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
895  * @root: hierarchy root
896  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
897  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
898  *
899  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
900  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
901  *
902  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
903  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
904  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
905  *
906  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
907  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
908  * reclaimers operating on the same node and priority.
909  */
910 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
911                                    struct mem_cgroup *prev,
912                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
913 {
914         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
915         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
916         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
917         struct mem_cgroup *pos = NULL;
918
919         if (mem_cgroup_disabled())
920                 return NULL;
921
922         if (!root)
923                 root = root_mem_cgroup;
924
925         if (prev && !reclaim)
926                 pos = prev;
927
928         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
929                 if (prev)
930                         goto out;
931                 return root;
932         }
933
934         rcu_read_lock();
935
936         if (reclaim) {
937                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
938
939                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
940                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
941
942                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
943                         goto out_unlock;
944
945                 while (1) {
946                         pos = READ_ONCE(iter->position);
947                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
948                                 break;
949                         /*
950                          * css reference reached zero, so iter->position will
951                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
952                          * rely on this happening soon, because ->css_released
953                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
954                          * might block it. So we clear iter->position right
955                          * away.
956                          */
957                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
958                 }
959         }
960
961         if (pos)
962                 css = &pos->css;
963
964         for (;;) {
965                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
966                 if (!css) {
967                         /*
968                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
969                          * new one might jump in right at the end of
970                          * the hierarchy - make sure they see at least
971                          * one group and restart from the beginning.
972                          */
973                         if (!prev)
974                                 continue;
975                         break;
976                 }
977
978                 /*
979                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
980                  * is provided by the caller, so we know it's alive
981                  * and kicking, and don't take an extra reference.
982                  */
983                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
984
985                 if (css == &root->css)
986                         break;
987
988                 if (css_tryget(css))
989                         break;
990
991                 memcg = NULL;
992         }
993
994         if (reclaim) {
995                 /*
996                  * The position could have already been updated by a competing
997                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
998                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
999                  */
1000                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1001
1002                 if (pos)
1003                         css_put(&pos->css);
1004
1005                 if (!memcg)
1006                         iter->generation++;
1007                 else if (!prev)
1008                         reclaim->generation = iter->generation;
1009         }
1010
1011 out_unlock:
1012         rcu_read_unlock();
1013 out:
1014         if (prev && prev != root)
1015                 css_put(&prev->css);
1016
1017         return memcg;
1018 }
1019
1020 /**
1021  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1022  * @root: hierarchy root
1023  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1024  */
1025 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1026                            struct mem_cgroup *prev)
1027 {
1028         if (!root)
1029                 root = root_mem_cgroup;
1030         if (prev && prev != root)
1031                 css_put(&prev->css);
1032 }
1033
1034 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1035 {
1036         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1037         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1038         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1039         int nid;
1040         int i;
1041
1042         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1043                 for_each_node(nid) {
1044                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1045                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1046                                 iter = &mz->iter[i];
1047                                 cmpxchg(&iter->position,
1048                                         dead_memcg, NULL);
1049                         }
1050                 }
1051         }
1052 }
1053
1054 /**
1055  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1056  * @memcg: hierarchy root
1057  * @fn: function to call for each task
1058  * @arg: argument passed to @fn
1059  *
1060  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1061  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1062  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1063  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1064  *
1065  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1066  */
1067 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1068                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1069 {
1070         struct mem_cgroup *iter;
1071         int ret = 0;
1072
1073         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1074
1075         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1076                 struct css_task_iter it;
1077                 struct task_struct *task;
1078
1079                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1080                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1081                         ret = fn(task, arg);
1082                 css_task_iter_end(&it);
1083                 if (ret) {
1084                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1085                         break;
1086                 }
1087         }
1088         return ret;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1093  * @page: the page
1094  * @pgdat: pgdat of the page
1095  *
1096  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1097  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1098  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1099  */
1100 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1101 {
1102         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1103         struct mem_cgroup *memcg;
1104         struct lruvec *lruvec;
1105
1106         if (mem_cgroup_disabled()) {
1107                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1108                 goto out;
1109         }
1110
1111         memcg = page->mem_cgroup;
1112         /*
1113          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1114          * possibly migrated - before they are charged.
1115          */
1116         if (!memcg)
1117                 memcg = root_mem_cgroup;
1118
1119         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1120         lruvec = &mz->lruvec;
1121 out:
1122         /*
1123          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1124          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1125          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1126          */
1127         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1128                 lruvec->pgdat = pgdat;
1129         return lruvec;
1130 }
1131
1132 /**
1133  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1134  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1135  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1136  * @zid: zone id of the accounted pages
1137  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1138  *
1139  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1140  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1141  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1142  */
1143 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1144                                 int zid, int nr_pages)
1145 {
1146         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1147         unsigned long *lru_size;
1148         long size;
1149
1150         if (mem_cgroup_disabled())
1151                 return;
1152
1153         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1154         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1155
1156         if (nr_pages < 0)
1157                 *lru_size += nr_pages;
1158
1159         size = *lru_size;
1160         if (WARN_ONCE(size < 0,
1161                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1162                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1163                 VM_BUG_ON(1);
1164                 *lru_size = 0;
1165         }
1166
1167         if (nr_pages > 0)
1168                 *lru_size += nr_pages;
1169 }
1170
1171 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1172 {
1173         struct mem_cgroup *task_memcg;
1174         struct task_struct *p;
1175         bool ret;
1176
1177         p = find_lock_task_mm(task);
1178         if (p) {
1179                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1180                 task_unlock(p);
1181         } else {
1182                 /*
1183                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1184                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1185                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1186                  */
1187                 rcu_read_lock();
1188                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1189                 css_get(&task_memcg->css);
1190                 rcu_read_unlock();
1191         }
1192         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1193         css_put(&task_memcg->css);
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 /**
1198  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1199  * @memcg: the memory cgroup
1200  *
1201  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1202  * pages.
1203  */
1204 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1205 {
1206         unsigned long margin = 0;
1207         unsigned long count;
1208         unsigned long limit;
1209
1210         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1211         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1212         if (count < limit)
1213                 margin = limit - count;
1214
1215         if (do_memsw_account()) {
1216                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1217                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1218                 if (count <= limit)
1219                         margin = min(margin, limit - count);
1220                 else
1221                         margin = 0;
1222         }
1223
1224         return margin;
1225 }
1226
1227 /*
1228  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1229  *
1230  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1231  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1232  * caused by "move".
1233  */
1234 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1235 {
1236         struct mem_cgroup *from;
1237         struct mem_cgroup *to;
1238         bool ret = false;
1239         /*
1240          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1241          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1242          */
1243         spin_lock(&mc.lock);
1244         from = mc.from;
1245         to = mc.to;
1246         if (!from)
1247                 goto unlock;
1248
1249         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1250                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1251 unlock:
1252         spin_unlock(&mc.lock);
1253         return ret;
1254 }
1255
1256 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1257 {
1258         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1259                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1260                         DEFINE_WAIT(wait);
1261                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1262                         /* moving charge context might have finished. */
1263                         if (mc.moving_task)
1264                                 schedule();
1265                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1266                         return true;
1267                 }
1268         }
1269         return false;
1270 }
1271
1272 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
1273         MEMCG_CACHE,
1274         MEMCG_RSS,
1275         MEMCG_RSS_HUGE,
1276         NR_SHMEM,
1277         NR_FILE_MAPPED,
1278         NR_FILE_DIRTY,
1279         NR_WRITEBACK,
1280         MEMCG_SWAP,
1281 };
1282
1283 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
1284         "cache",
1285         "rss",
1286         "rss_huge",
1287         "shmem",
1288         "mapped_file",
1289         "dirty",
1290         "writeback",
1291         "swap",
1292 };
1293
1294 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1295 /**
1296  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1297  * memory controller.
1298  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1299  * @p: Task that is going to be killed
1300  *
1301  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1302  * enabled
1303  */
1304 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1305 {
1306         rcu_read_lock();
1307
1308         if (memcg) {
1309                 pr_cont(",oom_memcg=");
1310                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1311         } else
1312                 pr_cont(",global_oom");
1313         if (p) {
1314                 pr_cont(",task_memcg=");
1315                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1316         }
1317         rcu_read_unlock();
1318 }
1319
1320 /**
1321  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1322  * memory controller.
1323  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1324  */
1325 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         struct mem_cgroup *iter;
1328         unsigned int i;
1329
1330         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1331                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1332                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1333         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1334                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1335                 K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1336         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1337                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1338                 K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1339
1340         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1341                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1342                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1343                 pr_cont(":");
1344
1345                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
1346                         if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_swap_account)
1347                                 continue;
1348                         pr_cont(" %s:%luKB", memcg1_stat_names[i],
1349                                 K(memcg_page_state(iter, memcg1_stats[i])));
1350                 }
1351
1352                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1353                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1354                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1355
1356                 pr_cont("\n");
1357         }
1358 }
1359
1360 /*
1361  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1362  */
1363 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1364 {
1365         unsigned long max;
1366
1367         max = memcg->memory.max;
1368         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1369                 unsigned long memsw_max;
1370                 unsigned long swap_max;
1371
1372                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1373                 swap_max = memcg->swap.max;
1374                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1375                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1376         }
1377         return max;
1378 }
1379
1380 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1381                                      int order)
1382 {
1383         struct oom_control oc = {
1384                 .zonelist = NULL,
1385                 .nodemask = NULL,
1386                 .memcg = memcg,
1387                 .gfp_mask = gfp_mask,
1388                 .order = order,
1389         };
1390         bool ret;
1391
1392         mutex_lock(&oom_lock);
1393         ret = out_of_memory(&oc);
1394         mutex_unlock(&oom_lock);
1395         return ret;
1396 }
1397
1398 #if MAX_NUMNODES > 1
1399
1400 /**
1401  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1402  * @memcg: the target memcg
1403  * @nid: the node ID to be checked.
1404  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1405  *
1406  * This function returns whether the specified memcg contains any
1407  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1408  * pages in the node.
1409  */
1410 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1411                 int nid, bool noswap)
1412 {
1413         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1414                 return true;
1415         if (noswap || !total_swap_pages)
1416                 return false;
1417         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1418                 return true;
1419         return false;
1420
1421 }
1422
1423 /*
1424  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1425  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1426  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1427  *
1428  */
1429 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1430 {
1431         int nid;
1432         /*
1433          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1434          * pagein/pageout changes since the last update.
1435          */
1436         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1437                 return;
1438         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1439                 return;
1440
1441         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1442         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1443
1444         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1445
1446                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1447                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1448         }
1449
1450         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1451         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1456  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1457  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1458  *
1459  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1460  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1461  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1462  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1463  *
1464  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1465  */
1466 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1467 {
1468         int node;
1469
1470         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1471         node = memcg->last_scanned_node;
1472
1473         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1474         /*
1475          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1476          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1477          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1478          */
1479         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1480                 node = numa_node_id();
1481
1482         memcg->last_scanned_node = node;
1483         return node;
1484 }
1485 #else
1486 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1487 {
1488         return 0;
1489 }
1490 #endif
1491
1492 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1493                                    pg_data_t *pgdat,
1494                                    gfp_t gfp_mask,
1495                                    unsigned long *total_scanned)
1496 {
1497         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1498         int total = 0;
1499         int loop = 0;
1500         unsigned long excess;
1501         unsigned long nr_scanned;
1502         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1503                 .pgdat = pgdat,
1504                 .priority = 0,
1505         };
1506
1507         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1508
1509         while (1) {
1510                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1511                 if (!victim) {
1512                         loop++;
1513                         if (loop >= 2) {
1514                                 /*
1515                                  * If we have not been able to reclaim
1516                                  * anything, it might because there are
1517                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1518                                  */
1519                                 if (!total)
1520                                         break;
1521                                 /*
1522                                  * We want to do more targeted reclaim.
1523                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1524                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1525                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1526                                  */
1527                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1528                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1529                                         break;
1530                         }
1531                         continue;
1532                 }
1533                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1534                                         pgdat, &nr_scanned);
1535                 *total_scanned += nr_scanned;
1536                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1537                         break;
1538         }
1539         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1540         return total;
1541 }
1542
1543 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1544 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1545         .name = "memcg_oom_lock",
1546 };
1547 #endif
1548
1549 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1550
1551 /*
1552  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1553  * If someone is running, return false.
1554  */
1555 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1556 {
1557         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1558
1559         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1560
1561         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1562                 if (iter->oom_lock) {
1563                         /*
1564                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1565                          * so we cannot give a lock.
1566                          */
1567                         failed = iter;
1568                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1569                         break;
1570                 } else
1571                         iter->oom_lock = true;
1572         }
1573
1574         if (failed) {
1575                 /*
1576                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1577                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1578                  */
1579                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1580                         if (iter == failed) {
1581                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1582                                 break;
1583                         }
1584                         iter->oom_lock = false;
1585                 }
1586         } else
1587                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1588
1589         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1590
1591         return !failed;
1592 }
1593
1594 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1595 {
1596         struct mem_cgroup *iter;
1597
1598         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1599         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1600         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1601                 iter->oom_lock = false;
1602         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1603 }
1604
1605 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         struct mem_cgroup *iter;
1608
1609         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1610         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1611                 iter->under_oom++;
1612         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1613 }
1614
1615 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1616 {
1617         struct mem_cgroup *iter;
1618
1619         /*
1620          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1621          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1622          */
1623         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1624         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1625                 if (iter->under_oom > 0)
1626                         iter->under_oom--;
1627         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1628 }
1629
1630 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1631
1632 struct oom_wait_info {
1633         struct mem_cgroup *memcg;
1634         wait_queue_entry_t      wait;
1635 };
1636
1637 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1638         unsigned mode, int sync, void *arg)
1639 {
1640         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1641         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1642         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1643
1644         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1645         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1646
1647         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1648             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1649                 return 0;
1650         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1651 }
1652
1653 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1654 {
1655         /*
1656          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1657          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1658          * this function is called as a result of userland actions
1659          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1660          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1661          * triggering notification.
1662          */
1663         if (memcg && memcg->under_oom)
1664                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1665 }
1666
1667 enum oom_status {
1668         OOM_SUCCESS,
1669         OOM_FAILED,
1670         OOM_ASYNC,
1671         OOM_SKIPPED
1672 };
1673
1674 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1675 {
1676         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1677                 return OOM_SKIPPED;
1678
1679         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1680
1681         /*
1682          * We are in the middle of the charge context here, so we
1683          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1684          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1685          *
1686          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1687          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1688          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1689          * released.
1690          *
1691          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1692          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1693          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1694          * invoke the oom killer here.
1695          *
1696          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1697          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1698          */
1699         if (memcg->oom_kill_disable) {
1700                 if (!current->in_user_fault)
1701                         return OOM_SKIPPED;
1702                 css_get(&memcg->css);
1703                 current->memcg_in_oom = memcg;
1704                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1705                 current->memcg_oom_order = order;
1706
1707                 return OOM_ASYNC;
1708         }
1709
1710         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1711                 return OOM_SUCCESS;
1712
1713         return OOM_FAILED;
1714 }
1715
1716 /**
1717  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1718  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1719  *
1720  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1721  * handler was enabled.
1722  *
1723  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1724  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1725  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1726  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1727  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1728  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1729  *
1730  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1731  * completed, %false otherwise.
1732  */
1733 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1734 {
1735         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1736         struct oom_wait_info owait;
1737         bool locked;
1738
1739         /* OOM is global, do not handle */
1740         if (!memcg)
1741                 return false;
1742
1743         if (!handle)
1744                 goto cleanup;
1745
1746         owait.memcg = memcg;
1747         owait.wait.flags = 0;
1748         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1749         owait.wait.private = current;
1750         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1751
1752         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1753         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1754
1755         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1756
1757         if (locked)
1758                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1759
1760         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1761                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1762                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1763                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1764                                          current->memcg_oom_order);
1765         } else {
1766                 schedule();
1767                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1768                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1769         }
1770
1771         if (locked) {
1772                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1773                 /*
1774                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1775                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1776                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1777                  */
1778                 memcg_oom_recover(memcg);
1779         }
1780 cleanup:
1781         current->memcg_in_oom = NULL;
1782         css_put(&memcg->css);
1783         return true;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1788  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1789  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1790  *
1791  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1792  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1793  *
1794  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1795  */
1796 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1797                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1800         struct mem_cgroup *memcg;
1801
1802         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1803                 return NULL;
1804
1805         if (!oom_domain)
1806                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1807
1808         rcu_read_lock();
1809
1810         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1811         if (memcg == root_mem_cgroup)
1812                 goto out;
1813
1814         /*
1815          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1816          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1817          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1818          */
1819         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1820                 if (memcg->oom_group)
1821                         oom_group = memcg;
1822
1823                 if (memcg == oom_domain)
1824                         break;
1825         }
1826
1827         if (oom_group)
1828                 css_get(&oom_group->css);
1829 out:
1830         rcu_read_unlock();
1831
1832         return oom_group;
1833 }
1834
1835 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         pr_info("Tasks in ");
1838         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1839         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1840 }
1841
1842 /**
1843  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1844  * @page: the page
1845  *
1846  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1847  * another cgroup.
1848  *
1849  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1850  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1851  * when @page might get freed inside the locked section.
1852  */
1853 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1854 {
1855         struct mem_cgroup *memcg;
1856         unsigned long flags;
1857
1858         /*
1859          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1860          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1861          * because page moving starts with an RCU grace period.
1862          *
1863          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1864          * the page state that is going to change is the only thing
1865          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1866          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1867          * keep off truncation, migration and so forth.
1868          */
1869         rcu_read_lock();
1870
1871         if (mem_cgroup_disabled())
1872                 return NULL;
1873 again:
1874         memcg = page->mem_cgroup;
1875         if (unlikely(!memcg))
1876                 return NULL;
1877
1878         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1879                 return memcg;
1880
1881         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1882         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1883                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1884                 goto again;
1885         }
1886
1887         /*
1888          * When charge migration first begins, we can have locked and
1889          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1890          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1891          */
1892         memcg->move_lock_task = current;
1893         memcg->move_lock_flags = flags;
1894
1895         return memcg;
1896 }
1897 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1898
1899 /**
1900  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
1901  * @memcg: the memcg
1902  *
1903  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
1904  */
1905 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1906 {
1907         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1908                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1909
1910                 memcg->move_lock_task = NULL;
1911                 memcg->move_lock_flags = 0;
1912
1913                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1914         }
1915
1916         rcu_read_unlock();
1917 }
1918
1919 /**
1920  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1921  * @page: the page
1922  */
1923 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1924 {
1925         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
1926 }
1927 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1928
1929 struct memcg_stock_pcp {
1930         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1931         unsigned int nr_pages;
1932         struct work_struct work;
1933         unsigned long flags;
1934 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1935 };
1936 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1937 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1938
1939 /**
1940  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1941  * @memcg: memcg to consume from.
1942  * @nr_pages: how many pages to charge.
1943  *
1944  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1945  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1946  * service an allocation will refill the stock.
1947  *
1948  * returns true if successful, false otherwise.
1949  */
1950 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1951 {
1952         struct memcg_stock_pcp *stock;
1953         unsigned long flags;
1954         bool ret = false;
1955
1956         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
1957                 return ret;
1958
1959         local_irq_save(flags);
1960
1961         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1962         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1963                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1964                 ret = true;
1965         }
1966
1967         local_irq_restore(flags);
1968
1969         return ret;
1970 }
1971
1972 /*
1973  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1974  */
1975 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1976 {
1977         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1978
1979         if (stock->nr_pages) {
1980                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1981                 if (do_memsw_account())
1982                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1983                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1984                 stock->nr_pages = 0;
1985         }
1986         stock->cached = NULL;
1987 }
1988
1989 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1990 {
1991         struct memcg_stock_pcp *stock;
1992         unsigned long flags;
1993
1994         /*
1995          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
1996          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
1997          */
1998         local_irq_save(flags);
1999
2000         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2001         drain_stock(stock);
2002         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2003
2004         local_irq_restore(flags);
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2009  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2010  */
2011 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2012 {
2013         struct memcg_stock_pcp *stock;
2014         unsigned long flags;
2015
2016         local_irq_save(flags);
2017
2018         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2019         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2020                 drain_stock(stock);
2021                 stock->cached = memcg;
2022         }
2023         stock->nr_pages += nr_pages;
2024
2025         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2026                 drain_stock(stock);
2027
2028         local_irq_restore(flags);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2033  * of the hierarchy under it.
2034  */
2035 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2036 {
2037         int cpu, curcpu;
2038
2039         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2040         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2041                 return;
2042         /*
2043          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2044          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2045          * as well as workers from this path always operate on the local
2046          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2047          */
2048         curcpu = get_cpu();
2049         for_each_online_cpu(cpu) {
2050                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2051                 struct mem_cgroup *memcg;
2052
2053                 memcg = stock->cached;
2054                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2055                         continue;
2056                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2057                         css_put(&memcg->css);
2058                         continue;
2059                 }
2060                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2061                         if (cpu == curcpu)
2062                                 drain_local_stock(&stock->work);
2063                         else
2064                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2065                 }
2066                 css_put(&memcg->css);
2067         }
2068         put_cpu();
2069         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2070 }
2071
2072 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2073 {
2074         struct memcg_stock_pcp *stock;
2075         struct mem_cgroup *memcg;
2076
2077         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2078         drain_stock(stock);
2079
2080         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2081                 int i;
2082
2083                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2084                         int nid;
2085                         long x;
2086
2087                         x = this_cpu_xchg(memcg->stat_cpu->count[i], 0);
2088                         if (x)
2089                                 atomic_long_add(x, &memcg->stat[i]);
2090
2091                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2092                                 continue;
2093
2094                         for_each_node(nid) {
2095                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2096
2097                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2098                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2099                                 if (x)
2100                                         atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2101                         }
2102                 }
2103
2104                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2105                         long x;
2106
2107                         x = this_cpu_xchg(memcg->stat_cpu->events[i], 0);
2108                         if (x)
2109                                 atomic_long_add(x, &memcg->events[i]);
2110                 }
2111         }
2112
2113         return 0;
2114 }
2115
2116 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2117                          unsigned int nr_pages,
2118                          gfp_t gfp_mask)
2119 {
2120         do {
2121                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2122                         continue;
2123                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2124                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2125         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2126 }
2127
2128 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2129 {
2130         struct mem_cgroup *memcg;
2131
2132         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2133         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2138  * and reclaims memory over the high limit.
2139  */
2140 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2141 {
2142         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2143         struct mem_cgroup *memcg;
2144
2145         if (likely(!nr_pages))
2146                 return;
2147
2148         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2149         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2150         css_put(&memcg->css);
2151         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2152 }
2153
2154 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2155                       unsigned int nr_pages)
2156 {
2157         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2158         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2159         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2160         struct page_counter *counter;
2161         unsigned long nr_reclaimed;
2162         bool may_swap = true;
2163         bool drained = false;
2164         bool oomed = false;
2165         enum oom_status oom_status;
2166
2167         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2168                 return 0;
2169 retry:
2170         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2171                 return 0;
2172
2173         if (!do_memsw_account() ||
2174             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2175                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2176                         goto done_restock;
2177                 if (do_memsw_account())
2178                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2179                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2180         } else {
2181                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2182                 may_swap = false;
2183         }
2184
2185         if (batch > nr_pages) {
2186                 batch = nr_pages;
2187                 goto retry;
2188         }
2189
2190         /*
2191          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2192          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2193          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2194          * free their memory.
2195          */
2196         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current) ||
2197                      fatal_signal_pending(current) ||
2198                      current->flags & PF_EXITING))
2199                 goto force;
2200
2201         /*
2202          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2203          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2204          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2205          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2206          */
2207         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2208                 goto force;
2209
2210         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2211                 goto nomem;
2212
2213         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2214                 goto nomem;
2215
2216         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2217
2218         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2219                                                     gfp_mask, may_swap);
2220
2221         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2222                 goto retry;
2223
2224         if (!drained) {
2225                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2226                 drained = true;
2227                 goto retry;
2228         }
2229
2230         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2231                 goto nomem;
2232         /*
2233          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2234          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2235          * before killing the task.
2236          *
2237          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2238          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2239          * to regular pages anyway in case of failure.
2240          */
2241         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2242                 goto retry;
2243         /*
2244          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2245          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2246          */
2247         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2248                 goto retry;
2249
2250         if (nr_retries--)
2251                 goto retry;
2252
2253         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL && oomed)
2254                 goto nomem;
2255
2256         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2257                 goto force;
2258
2259         if (fatal_signal_pending(current))
2260                 goto force;
2261
2262         /*
2263          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2264          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2265          * couldn't make any progress.
2266          */
2267         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2268                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2269         switch (oom_status) {
2270         case OOM_SUCCESS:
2271                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2272                 oomed = true;
2273                 goto retry;
2274         case OOM_FAILED:
2275                 goto force;
2276         default:
2277                 goto nomem;
2278         }
2279 nomem:
2280         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2281                 return -ENOMEM;
2282 force:
2283         /*
2284          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2285          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2286          * temporarily by force charging it.
2287          */
2288         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2289         if (do_memsw_account())
2290                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2291         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2292
2293         return 0;
2294
2295 done_restock:
2296         css_get_many(&memcg->css, batch);
2297         if (batch > nr_pages)
2298                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2299
2300         /*
2301          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2302          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2303          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2304          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2305          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2306          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2307          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2308          */
2309         do {
2310                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2311                         /* Don't bother a random interrupted task */
2312                         if (in_interrupt()) {
2313                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2314                                 break;
2315                         }
2316                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2317                         set_notify_resume(current);
2318                         break;
2319                 }
2320         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2321
2322         return 0;
2323 }
2324
2325 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2326 {
2327         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2328                 return;
2329
2330         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2331         if (do_memsw_account())
2332                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2333
2334         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2335 }
2336
2337 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2338 {
2339         struct zone *zone = page_zone(page);
2340
2341         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
2342         if (PageLRU(page)) {
2343                 struct lruvec *lruvec;
2344
2345                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2346                 ClearPageLRU(page);
2347                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2348                 *isolated = 1;
2349         } else
2350                 *isolated = 0;
2351 }
2352
2353 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2354 {
2355         struct zone *zone = page_zone(page);
2356
2357         if (isolated) {
2358                 struct lruvec *lruvec;
2359
2360                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2361                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2362                 SetPageLRU(page);
2363                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2364         }
2365         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
2366 }
2367
2368 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2369                           bool lrucare)
2370 {
2371         int isolated;
2372
2373         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2374
2375         /*
2376          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2377          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2378          */
2379         if (lrucare)
2380                 lock_page_lru(page, &isolated);
2381
2382         /*
2383          * Nobody should be changing or seriously looking at
2384          * page->mem_cgroup at this point:
2385          *
2386          * - the page is uncharged
2387          *
2388          * - the page is off-LRU
2389          *
2390          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2391          *   a locked page table
2392          *
2393          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2394          *   have the page locked
2395          */
2396         page->mem_cgroup = memcg;
2397
2398         if (lrucare)
2399                 unlock_page_lru(page, isolated);
2400 }
2401
2402 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2403 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2404 {
2405         int id, size;
2406         int err;
2407
2408         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2409                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2410         if (id < 0)
2411                 return id;
2412
2413         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2414                 return id;
2415
2416         /*
2417          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2418          * so we have to grow them.
2419          */
2420         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2421
2422         size = 2 * (id + 1);
2423         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2424                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2425         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2426                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2427
2428         err = memcg_update_all_caches(size);
2429         if (!err)
2430                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2431         if (!err)
2432                 memcg_nr_cache_ids = size;
2433
2434         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2435
2436         if (err) {
2437                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2438                 return err;
2439         }
2440         return id;
2441 }
2442
2443 static void memcg_free_cache_id(int id)
2444 {
2445         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2446 }
2447
2448 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2449         struct mem_cgroup *memcg;
2450         struct kmem_cache *cachep;
2451         struct work_struct work;
2452 };
2453
2454 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2455 {
2456         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2457                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2458         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2459         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2460
2461         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2462
2463         css_put(&memcg->css);
2464         kfree(cw);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2469  */
2470 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2471                                                struct kmem_cache *cachep)
2472 {
2473         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2474
2475         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2476         if (!cw)
2477                 return;
2478
2479         css_get(&memcg->css);
2480
2481         cw->memcg = memcg;
2482         cw->cachep = cachep;
2483         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2484
2485         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2486 }
2487
2488 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2489 {
2490         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2491                 return true;
2492         return false;
2493 }
2494
2495 /**
2496  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2497  * @cachep: the original global kmem cache
2498  *
2499  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2500  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2501  *
2502  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2503  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2504  * go through with the original cache.
2505  *
2506  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2507  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2508  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2509  * reference.
2510  */
2511 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2512 {
2513         struct mem_cgroup *memcg;
2514         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2515         int kmemcg_id;
2516
2517         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2518
2519         if (memcg_kmem_bypass())
2520                 return cachep;
2521
2522         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2523         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2524         if (kmemcg_id < 0)
2525                 goto out;
2526
2527         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2528         if (likely(memcg_cachep))
2529                 return memcg_cachep;
2530
2531         /*
2532          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2533          * context), we could be be predictable and return right away.
2534          * This would guarantee that the allocation being performed
2535          * already belongs in the new cache.
2536          *
2537          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2538          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2539          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2540          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2541          * defer everything.
2542          */
2543         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2544 out:
2545         css_put(&memcg->css);
2546         return cachep;
2547 }
2548
2549 /**
2550  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2551  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2552  */
2553 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2554 {
2555         if (!is_root_cache(cachep))
2556                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2557 }
2558
2559 /**
2560  * memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2561  * @page: page to charge
2562  * @gfp: reclaim mode
2563  * @order: allocation order
2564  * @memcg: memory cgroup to charge
2565  *
2566  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2567  */
2568 int memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2569                             struct mem_cgroup *memcg)
2570 {
2571         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2572         struct page_counter *counter;
2573         int ret;
2574
2575         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2576         if (ret)
2577                 return ret;
2578
2579         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2580             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2581                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2582                 return -ENOMEM;
2583         }
2584
2585         page->mem_cgroup = memcg;
2586
2587         return 0;
2588 }
2589
2590 /**
2591  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2592  * @page: page to charge
2593  * @gfp: reclaim mode
2594  * @order: allocation order
2595  *
2596  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2597  */
2598 int memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2599 {
2600         struct mem_cgroup *memcg;
2601         int ret = 0;
2602
2603         if (mem_cgroup_disabled() || memcg_kmem_bypass())
2604                 return 0;
2605
2606         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2607         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2608                 ret = memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2609                 if (!ret)
2610                         __SetPageKmemcg(page);
2611         }
2612         css_put(&memcg->css);
2613         return ret;
2614 }
2615 /**
2616  * memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2617  * @page: page to uncharge
2618  * @order: allocation order
2619  */
2620 void memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2621 {
2622         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2623         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2624
2625         if (!memcg)
2626                 return;
2627
2628         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2629
2630         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2631                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2632
2633         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2634         if (do_memsw_account())
2635                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2636
2637         page->mem_cgroup = NULL;
2638
2639         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2640         if (PageKmemcg(page))
2641                 __ClearPageKmemcg(page);
2642
2643         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2644 }
2645 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2646
2647 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2648
2649 /*
2650  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2651  * zone_lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2652  */
2653 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2654 {
2655         int i;
2656
2657         if (mem_cgroup_disabled())
2658                 return;
2659
2660         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2661                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2662
2663         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2664 }
2665 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2666
2667 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2668 /**
2669  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2670  * @entry: swap entry to be moved
2671  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2672  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2673  *
2674  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2675  * as the mem_cgroup's id of @from.
2676  *
2677  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2678  *
2679  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2680  * both res and memsw, and called css_get().
2681  */
2682 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2683                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2684 {
2685         unsigned short old_id, new_id;
2686
2687         old_id = mem_cgroup_id(from);
2688         new_id = mem_cgroup_id(to);
2689
2690         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2691                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2692                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2693                 return 0;
2694         }
2695         return -EINVAL;
2696 }
2697 #else
2698 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2699                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2700 {
2701         return -EINVAL;
2702 }
2703 #endif
2704
2705 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2706
2707 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2708                                  unsigned long max, bool memsw)
2709 {
2710         bool enlarge = false;
2711         bool drained = false;
2712         int ret;
2713         bool limits_invariant;
2714         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2715
2716         do {
2717                 if (signal_pending(current)) {
2718                         ret = -EINTR;
2719                         break;
2720                 }
2721
2722                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2723                 /*
2724                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2725                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2726                  */
2727                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2728                                            max <= memcg->memsw.max;
2729                 if (!limits_invariant) {
2730                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2731                         ret = -EINVAL;
2732                         break;
2733                 }
2734                 if (max > counter->max)
2735                         enlarge = true;
2736                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2737                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2738
2739                 if (!ret)
2740                         break;
2741
2742                 if (!drained) {
2743                         drain_all_stock(memcg);
2744                         drained = true;
2745                         continue;
2746                 }
2747
2748                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2749                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2750                         ret = -EBUSY;
2751                         break;
2752                 }
2753         } while (true);
2754
2755         if (!ret && enlarge)
2756                 memcg_oom_recover(memcg);
2757
2758         return ret;
2759 }
2760
2761 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2762                                             gfp_t gfp_mask,
2763                                             unsigned long *total_scanned)
2764 {
2765         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2766         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2767         unsigned long reclaimed;
2768         int loop = 0;
2769         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2770         unsigned long excess;
2771         unsigned long nr_scanned;
2772
2773         if (order > 0)
2774                 return 0;
2775
2776         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2777
2778         /*
2779          * Do not even bother to check the largest node if the root
2780          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2781          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2782          */
2783         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2784                 return 0;
2785
2786         /*
2787          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2788          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2789          * pressure
2790          */
2791         do {
2792                 if (next_mz)
2793                         mz = next_mz;
2794                 else
2795                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2796                 if (!mz)
2797                         break;
2798
2799                 nr_scanned = 0;
2800                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2801                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2802                 nr_reclaimed += reclaimed;
2803                 *total_scanned += nr_scanned;
2804                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2805                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2806
2807                 /*
2808                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2809                  * it is time to move on to the next cgroup
2810                  */
2811                 next_mz = NULL;
2812                 if (!reclaimed)
2813                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2814
2815                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2816                 /*
2817                  * One school of thought says that we should not add
2818                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2819                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2820                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2821                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2822                  * term TODO.
2823                  */
2824                 /* If excess == 0, no tree ops */
2825                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2826                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2827                 css_put(&mz->memcg->css);
2828                 loop++;
2829                 /*
2830                  * Could not reclaim anything and there are no more
2831                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2832                  * reclaiming anything.
2833                  */
2834                 if (!nr_reclaimed &&
2835                         (next_mz == NULL ||
2836                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2837                         break;
2838         } while (!nr_reclaimed);
2839         if (next_mz)
2840                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2841         return nr_reclaimed;
2842 }
2843
2844 /*
2845  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2846  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2847  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2848  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2849  */
2850 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2851 {
2852         bool ret;
2853
2854         rcu_read_lock();
2855         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2856         rcu_read_unlock();
2857         return ret;
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2862  *
2863  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2864  */
2865 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2866 {
2867         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2868
2869         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2870         lru_add_drain_all();
2871
2872         drain_all_stock(memcg);
2873
2874         /* try to free all pages in this cgroup */
2875         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2876                 int progress;
2877
2878                 if (signal_pending(current))
2879                         return -EINTR;
2880
2881                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2882                                                         GFP_KERNEL, true);
2883                 if (!progress) {
2884                         nr_retries--;
2885                         /* maybe some writeback is necessary */
2886                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2887                 }
2888
2889         }
2890
2891         return 0;
2892 }
2893
2894 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2895                                             char *buf, size_t nbytes,
2896                                             loff_t off)
2897 {
2898         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2899
2900         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2901                 return -EINVAL;
2902         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2903 }
2904
2905 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2906                                      struct cftype *cft)
2907 {
2908         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2909 }
2910
2911 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2912                                       struct cftype *cft, u64 val)
2913 {
2914         int retval = 0;
2915         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2916         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2917
2918         if (memcg->use_hierarchy == val)
2919                 return 0;
2920
2921         /*
2922          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2923          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2924          * occur, provided the current cgroup has no children.
2925          *
2926          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2927          * set if there are no children.
2928          */
2929         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2930                                 (val == 1 || val == 0)) {
2931                 if (!memcg_has_children(memcg))
2932                         memcg->use_hierarchy = val;
2933                 else
2934                         retval = -EBUSY;
2935         } else
2936                 retval = -EINVAL;
2937
2938         return retval;
2939 }
2940
2941 struct accumulated_stats {
2942         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT];
2943         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
2944         unsigned long lru_pages[NR_LRU_LISTS];
2945         const unsigned int *stats_array;
2946         const unsigned int *events_array;
2947         int stats_size;
2948         int events_size;
2949 };
2950
2951 static void accumulate_memcg_tree(struct mem_cgroup *memcg,
2952                                   struct accumulated_stats *acc)
2953 {
2954         struct mem_cgroup *mi;
2955         int i;
2956
2957         for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg) {
2958                 for (i = 0; i < acc->stats_size; i++)
2959                         acc->stat[i] += memcg_page_state(mi,
2960                                 acc->stats_array ? acc->stats_array[i] : i);
2961
2962                 for (i = 0; i < acc->events_size; i++)
2963                         acc->events[i] += memcg_sum_events(mi,
2964                                 acc->events_array ? acc->events_array[i] : i);
2965
2966                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
2967                         acc->lru_pages[i] +=
2968                                 mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
2969         }
2970 }
2971
2972 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2973 {
2974         unsigned long val = 0;
2975
2976         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2977                 struct mem_cgroup *iter;
2978
2979                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2980                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_CACHE);
2981                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_RSS);
2982                         if (swap)
2983                                 val += memcg_page_state(iter, MEMCG_SWAP);
2984                 }
2985         } else {
2986                 if (!swap)
2987                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2988                 else
2989                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2990         }
2991         return val;
2992 }
2993
2994 enum {
2995         RES_USAGE,
2996         RES_LIMIT,
2997         RES_MAX_USAGE,
2998         RES_FAILCNT,
2999         RES_SOFT_LIMIT,
3000 };
3001
3002 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3003                                struct cftype *cft)
3004 {
3005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3006         struct page_counter *counter;
3007
3008         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3009         case _MEM:
3010                 counter = &memcg->memory;
3011                 break;
3012         case _MEMSWAP:
3013                 counter = &memcg->memsw;
3014                 break;
3015         case _KMEM:
3016                 counter = &memcg->kmem;
3017                 break;
3018         case _TCP:
3019                 counter = &memcg->tcpmem;
3020                 break;
3021         default:
3022                 BUG();
3023         }
3024
3025         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3026         case RES_USAGE:
3027                 if (counter == &memcg->memory)
3028                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3029                 if (counter == &memcg->memsw)
3030                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3031                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3032         case RES_LIMIT:
3033                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3034         case RES_MAX_USAGE:
3035                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3036         case RES_FAILCNT:
3037                 return counter->failcnt;
3038         case RES_SOFT_LIMIT:
3039                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3040         default:
3041                 BUG();
3042         }
3043 }
3044
3045 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3046 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3047 {
3048         int memcg_id;
3049
3050         if (cgroup_memory_nokmem)
3051                 return 0;
3052
3053         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3054         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3055
3056         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3057         if (memcg_id < 0)
3058                 return memcg_id;
3059
3060         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3061         /*
3062          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3063          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3064          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3065          * patched.
3066          */
3067         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3068         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3069         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3070
3071         return 0;
3072 }
3073
3074 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3075 {
3076         struct cgroup_subsys_state *css;
3077         struct mem_cgroup *parent, *child;
3078         int kmemcg_id;
3079
3080         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3081                 return;
3082         /*
3083          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3084          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3085          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3086          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3087          */
3088         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3089
3090         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3091
3092         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3093         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3094
3095         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3096         if (!parent)
3097                 parent = root_mem_cgroup;
3098
3099         /*
3100          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3101          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3102          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3103          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3104          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3105          * memcg_drain_all_list_lrus().
3106          */
3107         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3108         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3109                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3110                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3111                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3112                 if (!memcg->use_hierarchy)
3113                         break;
3114         }
3115         rcu_read_unlock();
3116
3117         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3118
3119         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3120 }
3121
3122 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3123 {
3124         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3125         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3126                 memcg_offline_kmem(memcg);
3127
3128         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3129                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3130                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3131                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3132         }
3133 }
3134 #else
3135 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3136 {
3137         return 0;
3138 }
3139 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3140 {
3141 }
3142 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3143 {
3144 }
3145 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3146
3147 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3148                                  unsigned long max)
3149 {
3150         int ret;
3151
3152         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3153         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3154         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3155         return ret;
3156 }
3157
3158 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3159 {
3160         int ret;
3161
3162         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3163
3164         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3165         if (ret)
3166                 goto out;
3167
3168         if (!memcg->tcpmem_active) {
3169                 /*
3170                  * The active flag needs to be written after the static_key
3171                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3172                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3173                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3174                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3175                  *
3176                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3177                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3178                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3179                  * yet, we'll lose accounting.
3180                  *
3181                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3182                  * because when this value change, the code to process it is not
3183                  * patched in yet.
3184                  */
3185                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3186                 memcg->tcpmem_active = true;
3187         }
3188 out:
3189         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3190         return ret;
3191 }
3192
3193 /*
3194  * The user of this function is...
3195  * RES_LIMIT.
3196  */
3197 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3198                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3199 {
3200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3201         unsigned long nr_pages;
3202         int ret;
3203
3204         buf = strstrip(buf);
3205         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3206         if (ret)
3207                 return ret;
3208
3209         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3210         case RES_LIMIT:
3211                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3212                         ret = -EINVAL;
3213                         break;
3214                 }
3215                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3216                 case _MEM:
3217                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3218                         break;
3219                 case _MEMSWAP:
3220                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3221                         break;
3222                 case _KMEM:
3223                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3224                         break;
3225                 case _TCP:
3226                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3227                         break;
3228                 }
3229                 break;
3230         case RES_SOFT_LIMIT:
3231                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3232                 ret = 0;
3233                 break;
3234         }
3235         return ret ?: nbytes;
3236 }
3237
3238 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3239                                 size_t nbytes, loff_t off)
3240 {
3241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3242         struct page_counter *counter;
3243
3244         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3245         case _MEM:
3246                 counter = &memcg->memory;
3247                 break;
3248         case _MEMSWAP:
3249                 counter = &memcg->memsw;
3250                 break;
3251         case _KMEM:
3252                 counter = &memcg->kmem;
3253                 break;
3254         case _TCP:
3255                 counter = &memcg->tcpmem;
3256                 break;
3257         default:
3258                 BUG();
3259         }
3260
3261         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3262         case RES_MAX_USAGE:
3263                 page_counter_reset_watermark(counter);
3264                 break;
3265         case RES_FAILCNT:
3266                 counter->failcnt = 0;
3267                 break;
3268         default:
3269                 BUG();
3270         }
3271
3272         return nbytes;
3273 }
3274
3275 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3276                                         struct cftype *cft)
3277 {
3278         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3279 }
3280
3281 #ifdef CONFIG_MMU
3282 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3283                                         struct cftype *cft, u64 val)
3284 {
3285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3286
3287         if (val & ~MOVE_MASK)
3288                 return -EINVAL;
3289
3290         /*
3291          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3292          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3293          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3294          * affect task migrations starting after the change.
3295          */
3296         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3297         return 0;
3298 }
3299 #else
3300 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3301                                         struct cftype *cft, u64 val)
3302 {
3303         return -ENOSYS;
3304 }
3305 #endif
3306
3307 #ifdef CONFIG_NUMA
3308 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3309 {
3310         struct numa_stat {
3311                 const char *name;
3312                 unsigned int lru_mask;
3313         };
3314
3315         static const struct numa_stat stats[] = {
3316                 { "total", LRU_ALL },
3317                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3318                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3319                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3320         };
3321         const struct numa_stat *stat;
3322         int nid;
3323         unsigned long nr;
3324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3325
3326         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3327                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3328                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3329                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3330                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3331                                                           stat->lru_mask);
3332                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3333                 }
3334                 seq_putc(m, '\n');
3335         }
3336
3337         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3338                 struct mem_cgroup *iter;
3339
3340                 nr = 0;
3341                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3342                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3343                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3344                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3345                         nr = 0;
3346                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3347                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3348                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3349                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3350                 }
3351                 seq_putc(m, '\n');
3352         }
3353
3354         return 0;
3355 }
3356 #endif /* CONFIG_NUMA */
3357
3358 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3359 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3360         PGPGIN,
3361         PGPGOUT,
3362         PGFAULT,
3363         PGMAJFAULT,
3364 };
3365
3366 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3367         "pgpgin",
3368         "pgpgout",
3369         "pgfault",
3370         "pgmajfault",
3371 };
3372
3373 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3374 {
3375         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3376         unsigned long memory, memsw;
3377         struct mem_cgroup *mi;
3378         unsigned int i;
3379         struct accumulated_stats acc;
3380
3381         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3382         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3383
3384         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3385                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3386                         continue;
3387                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3388                            memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3389                            PAGE_SIZE);
3390         }
3391
3392         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3393                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3394                            memcg_sum_events(memcg, memcg1_events[i]));
3395
3396         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3397                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3398                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3399
3400         /* Hierarchical information */
3401         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3402         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3403                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3404                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3405         }
3406         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3407                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3408         if (do_memsw_account())
3409                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3410                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3411
3412         memset(&acc, 0, sizeof(acc));
3413         acc.stats_size = ARRAY_SIZE(memcg1_stats);
3414         acc.stats_array = memcg1_stats;
3415         acc.events_size = ARRAY_SIZE(memcg1_events);
3416         acc.events_array = memcg1_events;
3417         accumulate_memcg_tree(memcg, &acc);
3418
3419         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3420                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3421                         continue;
3422                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3423                            (u64)acc.stat[i] * PAGE_SIZE);
3424         }
3425
3426         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3427                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3428                            (u64)acc.events[i]);
3429
3430         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3431                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3432                            (u64)acc.lru_pages[i] * PAGE_SIZE);
3433
3434 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3435         {
3436                 pg_data_t *pgdat;
3437                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3438                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3439                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3440                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3441
3442                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3443                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3444                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3445
3446                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3447                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3448                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3449                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3450                 }
3451                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3452                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3453                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3454                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3455         }
3456 #endif
3457
3458         return 0;
3459 }
3460
3461 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3462                                       struct cftype *cft)
3463 {
3464         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3465
3466         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3467 }
3468
3469 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3470                                        struct cftype *cft, u64 val)
3471 {
3472         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3473
3474         if (val > 100)
3475                 return -EINVAL;
3476
3477         if (css->parent)
3478                 memcg->swappiness = val;
3479         else
3480                 vm_swappiness = val;
3481
3482         return 0;
3483 }
3484
3485 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3486 {
3487         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3488         unsigned long usage;
3489         int i;
3490
3491         rcu_read_lock();
3492         if (!swap)
3493                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3494         else
3495                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3496
3497         if (!t)
3498                 goto unlock;
3499
3500         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3501
3502         /*
3503          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3504          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3505          * call of __mem_cgroup_threshold().
3506          */
3507         i = t->current_threshold;
3508
3509         /*
3510          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3511          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3512          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3513          * only one element of the array here.
3514          */
3515         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3516                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3517
3518         /* i = current_threshold + 1 */
3519         i++;
3520
3521         /*
3522          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3523          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3524          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3525          * only one element of the array here.
3526          */
3527         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3528                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3529
3530         /* Update current_threshold */
3531         t->current_threshold = i - 1;
3532 unlock:
3533         rcu_read_unlock();
3534 }
3535
3536 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3537 {
3538         while (memcg) {
3539                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3540                 if (do_memsw_account())
3541                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3542
3543                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3544         }
3545 }
3546
3547 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3548 {
3549         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3550         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3551
3552         if (_a->threshold > _b->threshold)
3553                 return 1;
3554
3555         if (_a->threshold < _b->threshold)
3556                 return -1;
3557
3558         return 0;
3559 }
3560
3561 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3562 {
3563         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3564
3565         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3566
3567         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3568                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3569
3570         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3571         return 0;
3572 }
3573
3574 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3575 {
3576         struct mem_cgroup *iter;
3577
3578         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3579                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3580 }
3581
3582 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3583         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3584 {
3585         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3586         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3587         unsigned long threshold;
3588         unsigned long usage;
3589         int i, size, ret;
3590
3591         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3592         if (ret)
3593                 return ret;
3594
3595         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3596
3597         if (type == _MEM) {
3598                 thresholds = &memcg->thresholds;
3599                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3600         } else if (type == _MEMSWAP) {
3601                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3602                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3603         } else
3604                 BUG();
3605
3606         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3607         if (thresholds->primary)
3608                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3609
3610         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3611
3612         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3613         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3614                         GFP_KERNEL);
3615         if (!new) {
3616                 ret = -ENOMEM;
3617                 goto unlock;
3618         }
3619         new->size = size;
3620
3621         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3622         if (thresholds->primary) {
3623                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3624                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3625         }
3626
3627         /* Add new threshold */
3628         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3629         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3630
3631         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3632         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3633                         compare_thresholds, NULL);
3634
3635         /* Find current threshold */
3636         new->current_threshold = -1;
3637         for (i = 0; i < size; i++) {
3638                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3639                         /*
3640                          * new->current_threshold will not be used until
3641                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3642                          * it here.
3643                          */
3644                         ++new->current_threshold;
3645                 } else
3646                         break;
3647         }
3648
3649         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3650         kfree(thresholds->spare);
3651         thresholds->spare = thresholds->primary;
3652
3653         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3654
3655         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3656         synchronize_rcu();
3657
3658 unlock:
3659         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3660
3661         return ret;
3662 }
3663
3664 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3665         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3666 {
3667         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3668 }
3669
3670 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3671         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3672 {
3673         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3674 }
3675
3676 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3677         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3678 {
3679         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3680         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3681         unsigned long usage;
3682         int i, j, size;
3683
3684         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3685
3686         if (type == _MEM) {
3687                 thresholds = &memcg->thresholds;
3688                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3689         } else if (type == _MEMSWAP) {
3690                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3691                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3692         } else
3693                 BUG();
3694
3695         if (!thresholds->primary)
3696                 goto unlock;
3697
3698         /* Check if a threshold crossed before removing */
3699         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3700
3701         /* Calculate new number of threshold */
3702         size = 0;
3703         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3704                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3705                         size++;
3706         }
3707
3708         new = thresholds->spare;
3709
3710         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3711         if (!size) {
3712                 kfree(new);
3713                 new = NULL;
3714                 goto swap_buffers;
3715         }
3716
3717         new->size = size;
3718
3719         /* Copy thresholds and find current threshold */
3720         new->current_threshold = -1;
3721         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3722                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3723                         continue;
3724
3725                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3726                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3727                         /*
3728                          * new->current_threshold will not be used
3729                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3730                          * it here.
3731                          */
3732                         ++new->current_threshold;
3733                 }
3734                 j++;
3735         }
3736
3737 swap_buffers:
3738         /* Swap primary and spare array */
3739         thresholds->spare = thresholds->primary;
3740
3741         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3742
3743         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3744         synchronize_rcu();
3745
3746         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3747         if (!new) {
3748                 kfree(thresholds->spare);
3749                 thresholds->spare = NULL;
3750         }
3751 unlock:
3752         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3753 }
3754
3755 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3756         struct eventfd_ctx *eventfd)
3757 {
3758         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3759 }
3760
3761 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3762         struct eventfd_ctx *eventfd)
3763 {
3764         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3765 }
3766
3767 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3768         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3769 {
3770         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3771
3772         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3773         if (!event)
3774                 return -ENOMEM;
3775
3776         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3777
3778         event->eventfd = eventfd;
3779         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3780
3781         /* already in OOM ? */
3782         if (memcg->under_oom)
3783                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3784         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3785
3786         return 0;
3787 }
3788
3789 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3790         struct eventfd_ctx *eventfd)
3791 {
3792         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3793
3794         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3795
3796         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3797                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3798                         list_del(&ev->list);
3799                         kfree(ev);
3800                 }
3801         }
3802
3803         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3804 }
3805
3806 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3807 {
3808         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3809
3810         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3811         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3812         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
3813                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
3814         return 0;
3815 }
3816
3817 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3818         struct cftype *cft, u64 val)
3819 {
3820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3821
3822         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3823         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3824                 return -EINVAL;
3825
3826         memcg->oom_kill_disable = val;
3827         if (!val)
3828                 memcg_oom_recover(memcg);
3829
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3834
3835 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3836 {
3837         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3838 }
3839
3840 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3841 {
3842         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3843 }
3844
3845 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3846 {
3847         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3848 }
3849
3850 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3851 {
3852         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3853
3854         if (!memcg->css.parent)
3855                 return NULL;
3856
3857         return &memcg->cgwb_domain;
3858 }
3859
3860 /**
3861  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3862  * @wb: bdi_writeback in question
3863  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3864  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3865  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3866  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3867  *
3868  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3869  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3870  * is a bit more involved.
3871  *
3872  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3873  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3874  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3875  * available memory in the system.  The caller should further cap
3876  * *@pheadroom accordingly.
3877  */
3878 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3879                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3880                          unsigned long *pwriteback)
3881 {
3882         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3883         struct mem_cgroup *parent;
3884
3885         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
3886
3887         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3888         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
3889         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3890                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3891         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3892
3893         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3894                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
3895                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3896
3897                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3898                 memcg = parent;
3899         }
3900 }
3901
3902 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3903
3904 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3905 {
3906         return 0;
3907 }
3908
3909 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3910 {
3911 }
3912
3913 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3914 {
3915 }
3916
3917 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3918
3919 /*
3920  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3921  *
3922  * "cgroup.event_control" implementation.
3923  *
3924  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3925  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3926  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3927  *
3928  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3929  * possible.
3930  */
3931
3932 /*
3933  * Unregister event and free resources.
3934  *
3935  * Gets called from workqueue.
3936  */
3937 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3938 {
3939         struct mem_cgroup_event *event =
3940                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3941         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3942
3943         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3944
3945         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3946
3947         /* Notify userspace the event is going away. */
3948         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3949
3950         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3951         kfree(event);
3952         css_put(&memcg->css);
3953 }
3954
3955 /*
3956  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
3957  *
3958  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3959  */
3960 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
3961                             int sync, void *key)
3962 {
3963         struct mem_cgroup_event *event =
3964                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3965         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3966         __poll_t flags = key_to_poll(key);
3967
3968         if (flags & EPOLLHUP) {
3969                 /*
3970                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3971                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3972                  * for us.
3973                  *
3974                  * We can't race against event freeing since the other
3975                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3976                  * which we hold.
3977                  */
3978                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3979                 if (!list_empty(&event->list)) {
3980                         list_del_init(&event->list);
3981                         /*
3982                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3983                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3984                          */
3985                         schedule_work(&event->remove);
3986                 }
3987                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3988         }
3989
3990         return 0;
3991 }
3992
3993 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3994                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3995 {
3996         struct mem_cgroup_event *event =
3997                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3998
3999         event->wqh = wqh;
4000         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4001 }
4002
4003 /*
4004  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4005  *
4006  * Parse input and register new cgroup event handler.
4007  *
4008  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.