Merge tag 'for-linus-hmm' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rdma/rdma
[linux-2.6-block.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
490                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
491         else
492                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
493         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
494                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
495         if (memcg)
496                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
497         rcu_read_unlock();
498         return ino;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_node *
502 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505
506         return memcg->nodeinfo[nid];
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
510 soft_limit_tree_node(int nid)
511 {
512         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
516 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
517 {
518         int nid = page_to_nid(page);
519
520         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
530         bool rightmost = true;
531
532         if (mz->on_tree)
533                 return;
534
535         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
536         if (!mz->usage_in_excess)
537                 return;
538         while (*p) {
539                 parent = *p;
540                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
541                                         tree_node);
542                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
543                         p = &(*p)->rb_left;
544                         rightmost = false;
545                 }
546
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554
555         if (rightmost)
556                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
557
558         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
559         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
560         mz->on_tree = true;
561 }
562
563 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
564                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568
569         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
570                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
571
572         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
573         mz->on_tree = false;
574 }
575
576 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
577                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
578 {
579         unsigned long flags;
580
581         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
583         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
584 }
585
586 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
587 {
588         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
589         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
590         unsigned long excess = 0;
591
592         if (nr_pages > soft_limit)
593                 excess = nr_pages - soft_limit;
594
595         return excess;
596 }
597
598 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
599 {
600         unsigned long excess;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
603
604         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
605         if (!mctz)
606                 return;
607         /*
608          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
609          * because their event counter is not touched.
610          */
611         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
612                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
613                 excess = soft_limit_excess(memcg);
614                 /*
615                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
616                  * mem is over its softlimit.
617                  */
618                 if (excess || mz->on_tree) {
619                         unsigned long flags;
620
621                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
622                         /* if on-tree, remove it */
623                         if (mz->on_tree)
624                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
625                         /*
626                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
627                          * If excess is 0, no tree ops.
628                          */
629                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
630                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
631                 }
632         }
633 }
634
635 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
638         struct mem_cgroup_per_node *mz;
639         int nid;
640
641         for_each_node(nid) {
642                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
643                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
644                 if (mctz)
645                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
646         }
647 }
648
649 static struct mem_cgroup_per_node *
650 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
651 {
652         struct mem_cgroup_per_node *mz;
653
654 retry:
655         mz = NULL;
656         if (!mctz->rb_rightmost)
657                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
658
659         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
660                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
661         /*
662          * Remove the node now but someone else can add it back,
663          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
664          * position in the tree.
665          */
666         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
667         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
668             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
669                 goto retry;
670 done:
671         return mz;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
676 {
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678
679         spin_lock_irq(&mctz->lock);
680         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
681         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
682         return mz;
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         long x;
694
695         if (mem_cgroup_disabled())
696                 return;
697
698         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], val);
699
700         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
701         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
702                 struct mem_cgroup *mi;
703
704                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
705                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
706                 x = 0;
707         }
708         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
709 }
710
711 static struct mem_cgroup_per_node *
712 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
713 {
714         struct mem_cgroup *parent;
715
716         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
717         if (!parent)
718                 return NULL;
719         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
720 }
721
722 /**
723  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
724  * @lruvec: the lruvec
725  * @idx: the stat item
726  * @val: delta to add to the counter, can be negative
727  *
728  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
729  * function updates the all three counters that are affected by a
730  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
731  */
732 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
733                         int val)
734 {
735         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
736         struct mem_cgroup_per_node *pn;
737         struct mem_cgroup *memcg;
738         long x;
739
740         /* Update node */
741         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
742
743         if (mem_cgroup_disabled())
744                 return;
745
746         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
747         memcg = pn->memcg;
748
749         /* Update memcg */
750         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
751
752         /* Update lruvec */
753         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
754
755         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
756         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
757                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
758
759                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
760                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
761                 x = 0;
762         }
763         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
764 }
765
766 /**
767  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the event item
770  * @count: the number of events that occured
771  */
772 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
773                           unsigned long count)
774 {
775         unsigned long x;
776
777         if (mem_cgroup_disabled())
778                 return;
779
780         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], count);
781
782         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
783         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
787                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
788                 x = 0;
789         }
790         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
791 }
792
793 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
794 {
795         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
796 }
797
798 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
799 {
800         long x = 0;
801         int cpu;
802
803         for_each_possible_cpu(cpu)
804                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
805         return x;
806 }
807
808 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
809                                          struct page *page,
810                                          bool compound, int nr_pages)
811 {
812         /*
813          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
814          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
815          */
816         if (PageAnon(page))
817                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
818         else {
819                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
820                 if (PageSwapBacked(page))
821                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
822         }
823
824         if (compound) {
825                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
826                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
827         }
828
829         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
830         if (nr_pages > 0)
831                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
832         else {
833                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
834                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
835         }
836
837         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
838 }
839
840 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
841                                        enum mem_cgroup_events_target target)
842 {
843         unsigned long val, next;
844
845         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
846         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
847         /* from time_after() in jiffies.h */
848         if ((long)(next - val) < 0) {
849                 switch (target) {
850                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
851                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
852                         break;
853                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
854                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
855                         break;
856                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
857                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
858                         break;
859                 default:
860                         break;
861                 }
862                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
863                 return true;
864         }
865         return false;
866 }
867
868 /*
869  * Check events in order.
870  *
871  */
872 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
873 {
874         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
875         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
876                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
877                 bool do_softlimit;
878                 bool do_numainfo __maybe_unused;
879
880                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
881                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
882 #if MAX_NUMNODES > 1
883                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
884                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
885 #endif
886                 mem_cgroup_threshold(memcg);
887                 if (unlikely(do_softlimit))
888                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
889 #if MAX_NUMNODES > 1
890                 if (unlikely(do_numainfo))
891                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
892 #endif
893         }
894 }
895
896 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
897 {
898         /*
899          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
900          * if it races with swapoff, page migration, etc.
901          * So this can be called with p == NULL.
902          */
903         if (unlikely(!p))
904                 return NULL;
905
906         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
909
910 /**
911  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
912  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
913  *
914  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
915  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
916  * returned.
917  */
918 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
919 {
920         struct mem_cgroup *memcg;
921
922         if (mem_cgroup_disabled())
923                 return NULL;
924
925         rcu_read_lock();
926         do {
927                 /*
928                  * Page cache insertions can happen withou an
929                  * actual mm context, e.g. during disk probing
930                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
931                  */
932                 if (unlikely(!mm))
933                         memcg = root_mem_cgroup;
934                 else {
935                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
936                         if (unlikely(!memcg))
937                                 memcg = root_mem_cgroup;
938                 }
939         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
940         rcu_read_unlock();
941         return memcg;
942 }
943 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
944
945 /**
946  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
947  * @page: page from which memcg should be extracted.
948  *
949  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
950  * root_mem_cgroup is returned.
951  */
952 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
953 {
954         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
955
956         if (mem_cgroup_disabled())
957                 return NULL;
958
959         rcu_read_lock();
960         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
961                 memcg = root_mem_cgroup;
962         rcu_read_unlock();
963         return memcg;
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
966
967 /**
968  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
969  */
970 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
971 {
972         if (unlikely(current->active_memcg)) {
973                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
974
975                 rcu_read_lock();
976                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
977                         memcg = current->active_memcg;
978                 rcu_read_unlock();
979                 return memcg;
980         }
981         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
982 }
983
984 /**
985  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
986  * @root: hierarchy root
987  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
988  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
989  *
990  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
991  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
992  *
993  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
994  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
995  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
996  *
997  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
998  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
999  * reclaimers operating on the same node and priority.
1000  */
1001 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1002                                    struct mem_cgroup *prev,
1003                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1004 {
1005         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1006         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1007         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1008         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1009
1010         if (mem_cgroup_disabled())
1011                 return NULL;
1012
1013         if (!root)
1014                 root = root_mem_cgroup;
1015
1016         if (prev && !reclaim)
1017                 pos = prev;
1018
1019         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1020                 if (prev)
1021                         goto out;
1022                 return root;
1023         }
1024
1025         rcu_read_lock();
1026
1027         if (reclaim) {
1028                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1029
1030                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1031                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1032
1033                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1034                         goto out_unlock;
1035
1036                 while (1) {
1037                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1038                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1039                                 break;
1040                         /*
1041                          * css reference reached zero, so iter->position will
1042                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1043                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1044                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1045                          * might block it. So we clear iter->position right
1046                          * away.
1047                          */
1048                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1049                 }
1050         }
1051
1052         if (pos)
1053                 css = &pos->css;
1054
1055         for (;;) {
1056                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1057                 if (!css) {
1058                         /*
1059                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1060                          * new one might jump in right at the end of
1061                          * the hierarchy - make sure they see at least
1062                          * one group and restart from the beginning.
1063                          */
1064                         if (!prev)
1065                                 continue;
1066                         break;
1067                 }
1068
1069                 /*
1070                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1071                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1072                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1073                  */
1074                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1075
1076                 if (css == &root->css)
1077                         break;
1078
1079                 if (css_tryget(css))
1080                         break;
1081
1082                 memcg = NULL;
1083         }
1084
1085         if (reclaim) {
1086                 /*
1087                  * The position could have already been updated by a competing
1088                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1089                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1090                  */
1091                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1092
1093                 if (pos)
1094                         css_put(&pos->css);
1095
1096                 if (!memcg)
1097                         iter->generation++;
1098                 else if (!prev)
1099                         reclaim->generation = iter->generation;
1100         }
1101
1102 out_unlock:
1103         rcu_read_unlock();
1104 out:
1105         if (prev && prev != root)
1106                 css_put(&prev->css);
1107
1108         return memcg;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1113  * @root: hierarchy root
1114  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1115  */
1116 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1117                            struct mem_cgroup *prev)
1118 {
1119         if (!root)
1120                 root = root_mem_cgroup;
1121         if (prev && prev != root)
1122                 css_put(&prev->css);
1123 }
1124
1125 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1126 {
1127         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1128         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1129         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1130         int nid;
1131         int i;
1132
1133         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1134                 for_each_node(nid) {
1135                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1136                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1137                                 iter = &mz->iter[i];
1138                                 cmpxchg(&iter->position,
1139                                         dead_memcg, NULL);
1140                         }
1141                 }
1142         }
1143 }
1144
1145 /**
1146  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1147  * @memcg: hierarchy root
1148  * @fn: function to call for each task
1149  * @arg: argument passed to @fn
1150  *
1151  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1152  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1153  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1154  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1155  *
1156  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1157  */
1158 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1159                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1160 {
1161         struct mem_cgroup *iter;
1162         int ret = 0;
1163
1164         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1165
1166         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1167                 struct css_task_iter it;
1168                 struct task_struct *task;
1169
1170                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1171                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1172                         ret = fn(task, arg);
1173                 css_task_iter_end(&it);
1174                 if (ret) {
1175                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1176                         break;
1177                 }
1178         }
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 /**
1183  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1184  * @page: the page
1185  * @pgdat: pgdat of the page
1186  *
1187  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1188  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1189  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1190  */
1191 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1192 {
1193         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1194         struct mem_cgroup *memcg;
1195         struct lruvec *lruvec;
1196
1197         if (mem_cgroup_disabled()) {
1198                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1199                 goto out;
1200         }
1201
1202         memcg = page->mem_cgroup;
1203         /*
1204          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1205          * possibly migrated - before they are charged.
1206          */
1207         if (!memcg)
1208                 memcg = root_mem_cgroup;
1209
1210         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1211         lruvec = &mz->lruvec;
1212 out:
1213         /*
1214          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1215          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1216          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1217          */
1218         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1219                 lruvec->pgdat = pgdat;
1220         return lruvec;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1225  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1226  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1227  * @zid: zone id of the accounted pages
1228  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1229  *
1230  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1231  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1232  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1233  */
1234 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1235                                 int zid, int nr_pages)
1236 {
1237         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1238         unsigned long *lru_size;
1239         long size;
1240
1241         if (mem_cgroup_disabled())
1242                 return;
1243
1244         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1245         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1246
1247         if (nr_pages < 0)
1248                 *lru_size += nr_pages;
1249
1250         size = *lru_size;
1251         if (WARN_ONCE(size < 0,
1252                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1253                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1254                 VM_BUG_ON(1);
1255                 *lru_size = 0;
1256         }
1257
1258         if (nr_pages > 0)
1259                 *lru_size += nr_pages;
1260 }
1261
1262 /**
1263  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1264  * @memcg: the memory cgroup
1265  *
1266  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1267  * pages.
1268  */
1269 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1270 {
1271         unsigned long margin = 0;
1272         unsigned long count;
1273         unsigned long limit;
1274
1275         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1276         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1277         if (count < limit)
1278                 margin = limit - count;
1279
1280         if (do_memsw_account()) {
1281                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1282                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1283                 if (count <= limit)
1284                         margin = min(margin, limit - count);
1285                 else
1286                         margin = 0;
1287         }
1288
1289         return margin;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1294  *
1295  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1296  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1297  * caused by "move".
1298  */
1299 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1300 {
1301         struct mem_cgroup *from;
1302         struct mem_cgroup *to;
1303         bool ret = false;
1304         /*
1305          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1306          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1307          */
1308         spin_lock(&mc.lock);
1309         from = mc.from;
1310         to = mc.to;
1311         if (!from)
1312                 goto unlock;
1313
1314         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1315                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1316 unlock:
1317         spin_unlock(&mc.lock);
1318         return ret;
1319 }
1320
1321 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1322 {
1323         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1324                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1325                         DEFINE_WAIT(wait);
1326                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1327                         /* moving charge context might have finished. */
1328                         if (mc.moving_task)
1329                                 schedule();
1330                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1331                         return true;
1332                 }
1333         }
1334         return false;
1335 }
1336
1337 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1338 {
1339         struct seq_buf s;
1340         int i;
1341
1342         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1343         if (!s.buffer)
1344                 return NULL;
1345
1346         /*
1347          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1348          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1349          *
1350          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1351          * 1) generic big picture -> specifics and details
1352          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1353          *
1354          * Current memory state:
1355          */
1356
1357         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1358                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1359                        PAGE_SIZE);
1360         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1361                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1362                        PAGE_SIZE);
1363         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1364                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1365                        1024);
1366         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1367                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1368                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1369                        PAGE_SIZE);
1370         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1371                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1372                        PAGE_SIZE);
1373
1374         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1375                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1376                        PAGE_SIZE);
1377         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1378                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1379                        PAGE_SIZE);
1380         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1381                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1382                        PAGE_SIZE);
1383         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1384                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1385                        PAGE_SIZE);
1386
1387         /*
1388          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1389          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1390          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1391          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1392          */
1393         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1394                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1395                        PAGE_SIZE);
1396
1397         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1398                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1399                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1400                                PAGE_SIZE);
1401
1402         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1403                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1404                        PAGE_SIZE);
1405         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1406                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1407                        PAGE_SIZE);
1408
1409         /* Accumulated memory events */
1410
1411         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1412         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1413
1414         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1415                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1416         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1417                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1418         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1419                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1420
1421         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1422         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1423                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1424                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1425         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1426                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1427                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1428         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1429         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1430         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1431         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1432
1433 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1434         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1435                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1436         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1437                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1438 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1439
1440         /* The above should easily fit into one page */
1441         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1442
1443         return s.buffer;
1444 }
1445
1446 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1447 /**
1448  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1449  * memory controller.
1450  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1451  * @p: Task that is going to be killed
1452  *
1453  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1454  * enabled
1455  */
1456 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1457 {
1458         rcu_read_lock();
1459
1460         if (memcg) {
1461                 pr_cont(",oom_memcg=");
1462                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1463         } else
1464                 pr_cont(",global_oom");
1465         if (p) {
1466                 pr_cont(",task_memcg=");
1467                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1468         }
1469         rcu_read_unlock();
1470 }
1471
1472 /**
1473  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1474  * memory controller.
1475  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1476  */
1477 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1478 {
1479         char *buf;
1480
1481         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1482                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1483                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1484         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1485                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1486                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1487                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1488         else {
1489                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1490                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1491                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1492                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1493                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1494                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1495         }
1496
1497         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1498         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1499         pr_cont(":");
1500         buf = memory_stat_format(memcg);
1501         if (!buf)
1502                 return;
1503         pr_info("%s", buf);
1504         kfree(buf);
1505 }
1506
1507 /*
1508  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1509  */
1510 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1511 {
1512         unsigned long max;
1513
1514         max = memcg->memory.max;
1515         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1516                 unsigned long memsw_max;
1517                 unsigned long swap_max;
1518
1519                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1520                 swap_max = memcg->swap.max;
1521                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1522                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1523         }
1524         return max;
1525 }
1526
1527 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1528                                      int order)
1529 {
1530         struct oom_control oc = {
1531                 .zonelist = NULL,
1532                 .nodemask = NULL,
1533                 .memcg = memcg,
1534                 .gfp_mask = gfp_mask,
1535                 .order = order,
1536         };
1537         bool ret;
1538
1539         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1540                 return true;
1541         /*
1542          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1543          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1544          */
1545         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1546         mutex_unlock(&oom_lock);
1547         return ret;
1548 }
1549
1550 #if MAX_NUMNODES > 1
1551
1552 /**
1553  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1554  * @memcg: the target memcg
1555  * @nid: the node ID to be checked.
1556  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1557  *
1558  * This function returns whether the specified memcg contains any
1559  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1560  * pages in the node.
1561  */
1562 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1563                 int nid, bool noswap)
1564 {
1565         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1566
1567         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1568             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1569                 return true;
1570         if (noswap || !total_swap_pages)
1571                 return false;
1572         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1573             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1574                 return true;
1575         return false;
1576
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1581  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1582  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1583  *
1584  */
1585 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1586 {
1587         int nid;
1588         /*
1589          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1590          * pagein/pageout changes since the last update.
1591          */
1592         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1593                 return;
1594         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1595                 return;
1596
1597         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1598         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1599
1600         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1601
1602                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1603                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1604         }
1605
1606         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1607         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1612  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1613  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1614  *
1615  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1616  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1617  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1618  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1619  *
1620  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1621  */
1622 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1623 {
1624         int node;
1625
1626         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1627         node = memcg->last_scanned_node;
1628
1629         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1630         /*
1631          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1632          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1633          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1634          */
1635         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1636                 node = numa_node_id();
1637
1638         memcg->last_scanned_node = node;
1639         return node;
1640 }
1641 #else
1642 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1643 {
1644         return 0;
1645 }
1646 #endif
1647
1648 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1649                                    pg_data_t *pgdat,
1650                                    gfp_t gfp_mask,
1651                                    unsigned long *total_scanned)
1652 {
1653         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1654         int total = 0;
1655         int loop = 0;
1656         unsigned long excess;
1657         unsigned long nr_scanned;
1658         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1659                 .pgdat = pgdat,
1660                 .priority = 0,
1661         };
1662
1663         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1664
1665         while (1) {
1666                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1667                 if (!victim) {
1668                         loop++;
1669                         if (loop >= 2) {
1670                                 /*
1671                                  * If we have not been able to reclaim
1672                                  * anything, it might because there are
1673                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1674                                  */
1675                                 if (!total)
1676                                         break;
1677                                 /*
1678                                  * We want to do more targeted reclaim.
1679                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1680                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1681                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1682                                  */
1683                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1684                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1685                                         break;
1686                         }
1687                         continue;
1688                 }
1689                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1690                                         pgdat, &nr_scanned);
1691                 *total_scanned += nr_scanned;
1692                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1693                         break;
1694         }
1695         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1696         return total;
1697 }
1698
1699 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1700 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1701         .name = "memcg_oom_lock",
1702 };
1703 #endif
1704
1705 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1706
1707 /*
1708  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1709  * If someone is running, return false.
1710  */
1711 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1712 {
1713         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1714
1715         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1716
1717         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1718                 if (iter->oom_lock) {
1719                         /*
1720                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1721                          * so we cannot give a lock.
1722                          */
1723                         failed = iter;
1724                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1725                         break;
1726                 } else
1727                         iter->oom_lock = true;
1728         }
1729
1730         if (failed) {
1731                 /*
1732                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1733                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1734                  */
1735                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1736                         if (iter == failed) {
1737                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1738                                 break;
1739                         }
1740                         iter->oom_lock = false;
1741                 }
1742         } else
1743                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1744
1745         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1746
1747         return !failed;
1748 }
1749
1750 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1751 {
1752         struct mem_cgroup *iter;
1753
1754         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1755         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1756         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1757                 iter->oom_lock = false;
1758         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1759 }
1760
1761 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1762 {
1763         struct mem_cgroup *iter;
1764
1765         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1767                 iter->under_oom++;
1768         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1769 }
1770
1771 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1772 {
1773         struct mem_cgroup *iter;
1774
1775         /*
1776          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1777          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1778          */
1779         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1780         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1781                 if (iter->under_oom > 0)
1782                         iter->under_oom--;
1783         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1784 }
1785
1786 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1787
1788 struct oom_wait_info {
1789         struct mem_cgroup *memcg;
1790         wait_queue_entry_t      wait;
1791 };
1792
1793 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1794         unsigned mode, int sync, void *arg)
1795 {
1796         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1797         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1798         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1799
1800         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1801         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1802
1803         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1804             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1805                 return 0;
1806         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1807 }
1808
1809 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1810 {
1811         /*
1812          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1813          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1814          * this function is called as a result of userland actions
1815          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1816          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1817          * triggering notification.
1818          */
1819         if (memcg && memcg->under_oom)
1820                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1821 }
1822
1823 enum oom_status {
1824         OOM_SUCCESS,
1825         OOM_FAILED,
1826         OOM_ASYNC,
1827         OOM_SKIPPED
1828 };
1829
1830 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1831 {
1832         enum oom_status ret;
1833         bool locked;
1834
1835         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1836                 return OOM_SKIPPED;
1837
1838         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1839
1840         /*
1841          * We are in the middle of the charge context here, so we
1842          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1843          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1844          *
1845          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1846          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1847          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1848          * released.
1849          *
1850          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1851          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1852          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1853          * invoke the oom killer here.
1854          *
1855          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1856          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1857          */
1858         if (memcg->oom_kill_disable) {
1859                 if (!current->in_user_fault)
1860                         return OOM_SKIPPED;
1861                 css_get(&memcg->css);
1862                 current->memcg_in_oom = memcg;
1863                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1864                 current->memcg_oom_order = order;
1865
1866                 return OOM_ASYNC;
1867         }
1868
1869         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1870
1871         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1872
1873         if (locked)
1874                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1875
1876         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1877         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1878                 ret = OOM_SUCCESS;
1879         else
1880                 ret = OOM_FAILED;
1881
1882         if (locked)
1883                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1884
1885         return ret;
1886 }
1887
1888 /**
1889  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1890  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1891  *
1892  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1893  * handler was enabled.
1894  *
1895  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1896  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1897  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1898  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1899  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1900  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1901  *
1902  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1903  * completed, %false otherwise.
1904  */
1905 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1906 {
1907         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1908         struct oom_wait_info owait;
1909         bool locked;
1910
1911         /* OOM is global, do not handle */
1912         if (!memcg)
1913                 return false;
1914
1915         if (!handle)
1916                 goto cleanup;
1917
1918         owait.memcg = memcg;
1919         owait.wait.flags = 0;
1920         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1921         owait.wait.private = current;
1922         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1923
1924         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1925         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1926
1927         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1928
1929         if (locked)
1930                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1931
1932         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1933                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1934                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1935                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1936                                          current->memcg_oom_order);
1937         } else {
1938                 schedule();
1939                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1940                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1941         }
1942
1943         if (locked) {
1944                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1945                 /*
1946                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1947                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1948                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1949                  */
1950                 memcg_oom_recover(memcg);
1951         }
1952 cleanup:
1953         current->memcg_in_oom = NULL;
1954         css_put(&memcg->css);
1955         return true;
1956 }
1957
1958 /**
1959  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1960  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1961  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1962  *
1963  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1964  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1965  *
1966  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1967  */
1968 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1969                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1970 {
1971         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1972         struct mem_cgroup *memcg;
1973
1974         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1975                 return NULL;
1976
1977         if (!oom_domain)
1978                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1979
1980         rcu_read_lock();
1981
1982         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1983         if (memcg == root_mem_cgroup)
1984                 goto out;
1985
1986         /*
1987          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1988          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1989          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1990          */
1991         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1992                 if (memcg->oom_group)
1993                         oom_group = memcg;
1994
1995                 if (memcg == oom_domain)
1996                         break;
1997         }
1998
1999         if (oom_group)
2000                 css_get(&oom_group->css);
2001 out:
2002         rcu_read_unlock();
2003
2004         return oom_group;
2005 }
2006
2007 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2008 {
2009         pr_info("Tasks in ");
2010         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2011         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2012 }
2013
2014 /**
2015  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2016  * @page: the page
2017  *
2018  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2019  * another cgroup.
2020  *
2021  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2022  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2023  * when @page might get freed inside the locked section.
2024  */
2025 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2026 {
2027         struct mem_cgroup *memcg;
2028         unsigned long flags;
2029
2030         /*
2031          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2032          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2033          * because page moving starts with an RCU grace period.
2034          *
2035          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2036          * the page state that is going to change is the only thing
2037          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2038          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2039          * keep off truncation, migration and so forth.
2040          */
2041         rcu_read_lock();
2042
2043         if (mem_cgroup_disabled())
2044                 return NULL;
2045 again:
2046         memcg = page->mem_cgroup;
2047         if (unlikely(!memcg))
2048                 return NULL;
2049
2050         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2051                 return memcg;
2052
2053         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2054         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2055                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2056                 goto again;
2057         }
2058
2059         /*
2060          * When charge migration first begins, we can have locked and
2061          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2062          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2063          */
2064         memcg->move_lock_task = current;
2065         memcg->move_lock_flags = flags;
2066
2067         return memcg;
2068 }
2069 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2070
2071 /**
2072  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2073  * @memcg: the memcg
2074  *
2075  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2076  */
2077 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2078 {
2079         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2080                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2081
2082                 memcg->move_lock_task = NULL;
2083                 memcg->move_lock_flags = 0;
2084
2085                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2086         }
2087
2088         rcu_read_unlock();
2089 }
2090
2091 /**
2092  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2093  * @page: the page
2094  */
2095 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2096 {
2097         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2098 }
2099 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2100
2101 struct memcg_stock_pcp {
2102         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2103         unsigned int nr_pages;
2104         struct work_struct work;
2105         unsigned long flags;
2106 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2107 };
2108 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2109 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2110
2111 /**
2112  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2113  * @memcg: memcg to consume from.
2114  * @nr_pages: how many pages to charge.
2115  *
2116  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2117  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2118  * service an allocation will refill the stock.
2119  *
2120  * returns true if successful, false otherwise.
2121  */
2122 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2123 {
2124         struct memcg_stock_pcp *stock;
2125         unsigned long flags;
2126         bool ret = false;
2127
2128         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2129                 return ret;
2130
2131         local_irq_save(flags);
2132
2133         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2134         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2135                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2136                 ret = true;
2137         }
2138
2139         local_irq_restore(flags);
2140
2141         return ret;
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2146  */
2147 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2148 {
2149         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2150
2151         if (stock->nr_pages) {
2152                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2153                 if (do_memsw_account())
2154                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2155                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2156                 stock->nr_pages = 0;
2157         }
2158         stock->cached = NULL;
2159 }
2160
2161 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2162 {
2163         struct memcg_stock_pcp *stock;
2164         unsigned long flags;
2165
2166         /*
2167          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2168          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2169          */
2170         local_irq_save(flags);
2171
2172         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2173         drain_stock(stock);
2174         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2175
2176         local_irq_restore(flags);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2181  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2182  */
2183 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2184 {
2185         struct memcg_stock_pcp *stock;
2186         unsigned long flags;
2187
2188         local_irq_save(flags);
2189
2190         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2191         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2192                 drain_stock(stock);
2193                 stock->cached = memcg;
2194         }
2195         stock->nr_pages += nr_pages;
2196
2197         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2198                 drain_stock(stock);
2199
2200         local_irq_restore(flags);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2205  * of the hierarchy under it.
2206  */
2207 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2208 {
2209         int cpu, curcpu;
2210
2211         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2212         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2213                 return;
2214         /*
2215          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2216          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2217          * as well as workers from this path always operate on the local
2218          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2219          */
2220         curcpu = get_cpu();
2221         for_each_online_cpu(cpu) {
2222                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2223                 struct mem_cgroup *memcg;
2224
2225                 memcg = stock->cached;
2226                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2227                         continue;
2228                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2229                         css_put(&memcg->css);
2230                         continue;
2231                 }
2232                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2233                         if (cpu == curcpu)
2234                                 drain_local_stock(&stock->work);
2235                         else
2236                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2237                 }
2238                 css_put(&memcg->css);
2239         }
2240         put_cpu();
2241         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2242 }
2243
2244 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2245 {
2246         struct memcg_stock_pcp *stock;
2247         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2248
2249         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2250         drain_stock(stock);
2251
2252         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2253                 int i;
2254
2255                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2256                         int nid;
2257                         long x;
2258
2259                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2260                         if (x)
2261                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2262                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2263
2264                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2265                                 continue;
2266
2267                         for_each_node(nid) {
2268                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2269
2270                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2271                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2272                                 if (x)
2273                                         do {
2274                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2275                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2276                         }
2277                 }
2278
2279                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2280                         long x;
2281
2282                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2283                         if (x)
2284                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2285                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2286                 }
2287         }
2288
2289         return 0;
2290 }
2291
2292 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2293                          unsigned int nr_pages,
2294                          gfp_t gfp_mask)
2295 {
2296         do {
2297                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2298                         continue;
2299                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2300                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2301         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2302 }
2303
2304 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2305 {
2306         struct mem_cgroup *memcg;
2307
2308         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2309         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2314  * and reclaims memory over the high limit.
2315  */
2316 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2317 {
2318         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2319         struct mem_cgroup *memcg;
2320
2321         if (likely(!nr_pages))
2322                 return;
2323
2324         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2325         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2326         css_put(&memcg->css);
2327         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2328 }
2329
2330 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2331                       unsigned int nr_pages)
2332 {
2333         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2334         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2335         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2336         struct page_counter *counter;
2337         unsigned long nr_reclaimed;
2338         bool may_swap = true;
2339         bool drained = false;
2340         enum oom_status oom_status;
2341
2342         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2343                 return 0;
2344 retry:
2345         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2346                 return 0;
2347
2348         if (!do_memsw_account() ||
2349             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2350                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2351                         goto done_restock;
2352                 if (do_memsw_account())
2353                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2354                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2355         } else {
2356                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2357                 may_swap = false;
2358         }
2359
2360         if (batch > nr_pages) {
2361                 batch = nr_pages;
2362                 goto retry;
2363         }
2364
2365         /*
2366          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2367          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2368          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2369          * free their memory.
2370          */
2371         if (unlikely(should_force_charge()))
2372                 goto force;
2373
2374         /*
2375          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2376          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2377          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2378          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2379          */
2380         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2381                 goto force;
2382
2383         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2384                 goto nomem;
2385
2386         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2387                 goto nomem;
2388
2389         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2390
2391         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2392                                                     gfp_mask, may_swap);
2393
2394         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2395                 goto retry;
2396
2397         if (!drained) {
2398                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2399                 drained = true;
2400                 goto retry;
2401         }
2402
2403         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2404                 goto nomem;
2405         /*
2406          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2407          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2408          * before killing the task.
2409          *
2410          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2411          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2412          * to regular pages anyway in case of failure.
2413          */
2414         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2415                 goto retry;
2416         /*
2417          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2418          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2419          */
2420         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2421                 goto retry;
2422
2423         if (nr_retries--)
2424                 goto retry;
2425
2426         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2427                 goto nomem;
2428
2429         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2430                 goto force;
2431
2432         if (fatal_signal_pending(current))
2433                 goto force;
2434
2435         /*
2436          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2437          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2438          * couldn't make any progress.
2439          */
2440         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2441                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2442         switch (oom_status) {
2443         case OOM_SUCCESS:
2444                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2445                 goto retry;
2446         case OOM_FAILED:
2447                 goto force;
2448         default:
2449                 goto nomem;
2450         }
2451 nomem:
2452         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2453                 return -ENOMEM;
2454 force:
2455         /*
2456          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2457          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2458          * temporarily by force charging it.
2459          */
2460         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2461         if (do_memsw_account())
2462                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2463         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2464
2465         return 0;
2466
2467 done_restock:
2468         css_get_many(&memcg->css, batch);
2469         if (batch > nr_pages)
2470                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2471
2472         /*
2473          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2474          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2475          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2476          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2477          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2478          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2479          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2480          */
2481         do {
2482                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2483                         /* Don't bother a random interrupted task */
2484                         if (in_interrupt()) {
2485                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2486                                 break;
2487                         }
2488                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2489                         set_notify_resume(current);
2490                         break;
2491                 }
2492         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2493
2494         return 0;
2495 }
2496
2497 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2498 {
2499         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2500                 return;
2501
2502         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2503         if (do_memsw_account())
2504                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2505
2506         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2507 }
2508
2509 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2510 {
2511         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2512
2513         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2514         if (PageLRU(page)) {
2515                 struct lruvec *lruvec;
2516
2517                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2518                 ClearPageLRU(page);
2519                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2520                 *isolated = 1;
2521         } else
2522                 *isolated = 0;
2523 }
2524
2525 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2526 {
2527         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2528
2529         if (isolated) {
2530                 struct lruvec *lruvec;
2531
2532                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2533                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2534                 SetPageLRU(page);
2535                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2536         }
2537         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2538 }
2539
2540 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2541                           bool lrucare)
2542 {
2543         int isolated;
2544
2545         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2546
2547         /*
2548          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2549          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2550          */
2551         if (lrucare)
2552                 lock_page_lru(page, &isolated);
2553
2554         /*
2555          * Nobody should be changing or seriously looking at
2556          * page->mem_cgroup at this point:
2557          *
2558          * - the page is uncharged
2559          *
2560          * - the page is off-LRU
2561          *
2562          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2563          *   a locked page table
2564          *
2565          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2566          *   have the page locked
2567          */
2568         page->mem_cgroup = memcg;
2569
2570         if (lrucare)
2571                 unlock_page_lru(page, isolated);
2572 }
2573
2574 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2575 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2576 {
2577         int id, size;
2578         int err;
2579
2580         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2581                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2582         if (id < 0)
2583                 return id;
2584
2585         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2586                 return id;
2587
2588         /*
2589          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2590          * so we have to grow them.
2591          */
2592         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2593
2594         size = 2 * (id + 1);
2595         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2596                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2597         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2598                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2599
2600         err = memcg_update_all_caches(size);
2601         if (!err)
2602                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2603         if (!err)
2604                 memcg_nr_cache_ids = size;
2605
2606         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2607
2608         if (err) {
2609                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2610                 return err;
2611         }
2612         return id;
2613 }
2614
2615 static void memcg_free_cache_id(int id)
2616 {
2617         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2618 }
2619
2620 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2621         struct mem_cgroup *memcg;
2622         struct kmem_cache *cachep;
2623         struct work_struct work;
2624 };
2625
2626 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2627 {
2628         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2629                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2630         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2631         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2632
2633         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2634
2635         css_put(&memcg->css);
2636         kfree(cw);
2637 }
2638
2639 /*
2640  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2641  */
2642 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2643                                                struct kmem_cache *cachep)
2644 {
2645         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2646
2647         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2648                 return;
2649
2650         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2651         if (!cw)
2652                 return;
2653
2654         cw->memcg = memcg;
2655         cw->cachep = cachep;
2656         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2657
2658         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2659 }
2660
2661 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2662 {
2663         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2664                 return true;
2665         return false;
2666 }
2667
2668 /**
2669  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2670  * @cachep: the original global kmem cache
2671  *
2672  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2673  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2674  *
2675  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2676  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2677  * go through with the original cache.
2678  *
2679  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2680  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2681  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2682  * reference.
2683  */
2684 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2685 {
2686         struct mem_cgroup *memcg;
2687         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2688         struct memcg_cache_array *arr;
2689         int kmemcg_id;
2690
2691         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2692
2693         if (memcg_kmem_bypass())
2694                 return cachep;
2695
2696         rcu_read_lock();
2697
2698         if (unlikely(current->active_memcg))
2699                 memcg = current->active_memcg;
2700         else
2701                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2702
2703         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2704                 goto out_unlock;
2705
2706         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2707         if (kmemcg_id < 0)
2708                 goto out_unlock;
2709
2710         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2711
2712         /*
2713          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2714          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2715          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2716          */
2717         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2718
2719         /*
2720          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2721          * context), we could be be predictable and return right away.
2722          * This would guarantee that the allocation being performed
2723          * already belongs in the new cache.
2724          *
2725          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2726          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2727          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2728          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2729          * defer everything.
2730          *
2731          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2732          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2733          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2734          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2735          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2736          * creation of a new kmem_cache.
2737          */
2738         if (unlikely(!memcg_cachep))
2739                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2740         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2741                 cachep = memcg_cachep;
2742 out_unlock:
2743         rcu_read_unlock();
2744         return cachep;
2745 }
2746
2747 /**
2748  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2749  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2750  */
2751 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2752 {
2753         if (!is_root_cache(cachep))
2754                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2755 }
2756
2757 /**
2758  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2759  * @page: page to charge
2760  * @gfp: reclaim mode
2761  * @order: allocation order
2762  * @memcg: memory cgroup to charge
2763  *
2764  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2765  */
2766 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2767                             struct mem_cgroup *memcg)
2768 {
2769         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2770         struct page_counter *counter;
2771         int ret;
2772
2773         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2774         if (ret)
2775                 return ret;
2776
2777         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2778             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2779                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2780                 return -ENOMEM;
2781         }
2782         return 0;
2783 }
2784
2785 /**
2786  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2787  * @page: page to charge
2788  * @gfp: reclaim mode
2789  * @order: allocation order
2790  *
2791  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2792  */
2793 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2794 {
2795         struct mem_cgroup *memcg;
2796         int ret = 0;
2797
2798         if (memcg_kmem_bypass())
2799                 return 0;
2800
2801         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2802         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2803                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2804                 if (!ret) {
2805                         page->mem_cgroup = memcg;
2806                         __SetPageKmemcg(page);
2807                 }
2808         }
2809         css_put(&memcg->css);
2810         return ret;
2811 }
2812
2813 /**
2814  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2815  * @memcg: memcg to uncharge
2816  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2817  */
2818 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2819                                  unsigned int nr_pages)
2820 {
2821         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2822                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2823
2824         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2825         if (do_memsw_account())
2826                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2827 }
2828 /**
2829  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2830  * @page: page to uncharge
2831  * @order: allocation order
2832  */
2833 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2834 {
2835         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2836         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2837
2838         if (!memcg)
2839                 return;
2840
2841         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2842         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2843         page->mem_cgroup = NULL;
2844
2845         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2846         if (PageKmemcg(page))
2847                 __ClearPageKmemcg(page);
2848
2849         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2850 }
2851 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2852
2853 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2854
2855 /*
2856  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2857  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2858  */
2859 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2860 {
2861         int i;
2862
2863         if (mem_cgroup_disabled())
2864                 return;
2865
2866         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2867                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2868
2869         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2870 }
2871 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2872
2873 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2874 /**
2875  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2876  * @entry: swap entry to be moved
2877  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2878  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2879  *
2880  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2881  * as the mem_cgroup's id of @from.
2882  *
2883  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2884  *
2885  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2886  * both res and memsw, and called css_get().
2887  */
2888 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2889                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2890 {
2891         unsigned short old_id, new_id;
2892
2893         old_id = mem_cgroup_id(from);
2894         new_id = mem_cgroup_id(to);
2895
2896         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2897                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2898                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2899                 return 0;
2900         }
2901         return -EINVAL;
2902 }
2903 #else
2904 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2905                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2906 {
2907         return -EINVAL;
2908 }
2909 #endif
2910
2911 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2912
2913 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2914                                  unsigned long max, bool memsw)
2915 {
2916         bool enlarge = false;
2917         bool drained = false;
2918         int ret;
2919         bool limits_invariant;
2920         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2921
2922         do {
2923                 if (signal_pending(current)) {
2924                         ret = -EINTR;
2925                         break;
2926                 }
2927
2928                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2929                 /*
2930                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2931                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2932                  */
2933                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2934                                            max <= memcg->memsw.max;
2935                 if (!limits_invariant) {
2936                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2937                         ret = -EINVAL;
2938                         break;
2939                 }
2940                 if (max > counter->max)
2941                         enlarge = true;
2942                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2943                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2944
2945                 if (!ret)
2946                         break;
2947
2948                 if (!drained) {
2949                         drain_all_stock(memcg);
2950                         drained = true;
2951                         continue;
2952                 }
2953
2954                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2955                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2956                         ret = -EBUSY;
2957                         break;
2958                 }
2959         } while (true);
2960
2961         if (!ret && enlarge)
2962                 memcg_oom_recover(memcg);
2963
2964         return ret;
2965 }
2966
2967 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2968                                             gfp_t gfp_mask,
2969                                             unsigned long *total_scanned)
2970 {
2971         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2972         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2973         unsigned long reclaimed;
2974         int loop = 0;
2975         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2976         unsigned long excess;
2977         unsigned long nr_scanned;
2978
2979         if (order > 0)
2980                 return 0;
2981
2982         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2983
2984         /*
2985          * Do not even bother to check the largest node if the root
2986          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2987          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2988          */
2989         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2990                 return 0;
2991
2992         /*
2993          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2994          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2995          * pressure
2996          */
2997         do {
2998                 if (next_mz)
2999                         mz = next_mz;
3000                 else
3001                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3002                 if (!mz)
3003                         break;
3004
3005                 nr_scanned = 0;
3006                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3007                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3008                 nr_reclaimed += reclaimed;
3009                 *total_scanned += nr_scanned;
3010                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3011                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3012
3013                 /*
3014                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3015                  * it is time to move on to the next cgroup
3016                  */
3017                 next_mz = NULL;
3018                 if (!reclaimed)
3019                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3020
3021                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3022                 /*
3023                  * One school of thought says that we should not add
3024                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3025                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3026                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3027                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3028                  * term TODO.
3029                  */
3030                 /* If excess == 0, no tree ops */
3031                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3032                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3033                 css_put(&mz->memcg->css);
3034                 loop++;
3035                 /*
3036                  * Could not reclaim anything and there are no more
3037                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3038                  * reclaiming anything.
3039                  */
3040                 if (!nr_reclaimed &&
3041                         (next_mz == NULL ||
3042                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3043                         break;
3044         } while (!nr_reclaimed);
3045         if (next_mz)
3046                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3047         return nr_reclaimed;
3048 }
3049
3050 /*
3051  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3052  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3053  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3054  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3055  */
3056 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3057 {
3058         bool ret;
3059
3060         rcu_read_lock();
3061         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3062         rcu_read_unlock();
3063         return ret;
3064 }
3065
3066 /*
3067  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3068  *
3069  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3070  */
3071 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3072 {
3073         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3074
3075         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3076         lru_add_drain_all();
3077
3078         drain_all_stock(memcg);
3079
3080         /* try to free all pages in this cgroup */
3081         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3082                 int progress;
3083
3084                 if (signal_pending(current))
3085                         return -EINTR;
3086
3087                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3088                                                         GFP_KERNEL, true);
3089                 if (!progress) {
3090                         nr_retries--;
3091                         /* maybe some writeback is necessary */
3092                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3093                 }
3094
3095         }
3096
3097         return 0;
3098 }
3099
3100 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3101                                             char *buf, size_t nbytes,
3102                                             loff_t off)
3103 {
3104         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3105
3106         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3107                 return -EINVAL;
3108         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3109 }
3110
3111 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3112                                      struct cftype *cft)
3113 {
3114         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3115 }
3116
3117 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3118                                       struct cftype *cft, u64 val)
3119 {
3120         int retval = 0;
3121         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3122         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3123
3124         if (memcg->use_hierarchy == val)
3125                 return 0;
3126
3127         /*
3128          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3129          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3130          * occur, provided the current cgroup has no children.
3131          *
3132          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3133          * set if there are no children.
3134          */
3135         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3136                                 (val == 1 || val == 0)) {
3137                 if (!memcg_has_children(memcg))
3138                         memcg->use_hierarchy = val;
3139                 else
3140                         retval = -EBUSY;
3141         } else
3142                 retval = -EINVAL;
3143
3144         return retval;
3145 }
3146
3147 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3148 {
3149         unsigned long val;
3150
3151         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3152                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3153                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3154                 if (swap)
3155                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3156         } else {
3157                 if (!swap)
3158                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3159                 else
3160                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3161         }
3162         return val;
3163 }
3164
3165 enum {
3166         RES_USAGE,
3167         RES_LIMIT,
3168         RES_MAX_USAGE,
3169         RES_FAILCNT,
3170         RES_SOFT_LIMIT,
3171 };
3172
3173 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3174                                struct cftype *cft)
3175 {
3176         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3177         struct page_counter *counter;
3178
3179         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3180         case _MEM:
3181                 counter = &memcg->memory;
3182                 break;
3183         case _MEMSWAP:
3184                 counter = &memcg->memsw;
3185                 break;
3186         case _KMEM:
3187                 counter = &memcg->kmem;
3188                 break;
3189         case _TCP:
3190                 counter = &memcg->tcpmem;
3191                 break;
3192         default:
3193                 BUG();
3194         }
3195
3196         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3197         case RES_USAGE:
3198                 if (counter == &memcg->memory)
3199                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3200                 if (counter == &memcg->memsw)
3201                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3202                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3203         case RES_LIMIT:
3204                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3205         case RES_MAX_USAGE:
3206                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3207         case RES_FAILCNT:
3208                 return counter->failcnt;
3209         case RES_SOFT_LIMIT:
3210                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3211         default:
3212                 BUG();
3213         }
3214 }
3215
3216 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3217 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3218 {
3219         int memcg_id;
3220
3221         if (cgroup_memory_nokmem)
3222                 return 0;
3223
3224         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3225         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3226
3227         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3228         if (memcg_id < 0)
3229                 return memcg_id;
3230
3231         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3232         /*
3233          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3234          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3235          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3236          * patched.
3237          */
3238         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3239         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3240         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3241
3242         return 0;
3243 }
3244
3245 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3246 {
3247         struct cgroup_subsys_state *css;
3248         struct mem_cgroup *parent, *child;
3249         int kmemcg_id;
3250
3251         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3252                 return;
3253         /*
3254          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3255          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3256          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3257          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3258          */
3259         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3260
3261         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3262         if (!parent)
3263                 parent = root_mem_cgroup;
3264
3265         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3266
3267         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3268         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3269
3270         /*
3271          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3272          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3273          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3274          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3275          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3276          * memcg_drain_all_list_lrus().
3277          */
3278         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3279         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3280                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3281                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3282                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3283                 if (!memcg->use_hierarchy)
3284                         break;
3285         }
3286         rcu_read_unlock();
3287
3288         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3289
3290         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3291 }
3292
3293 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3294 {
3295         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3296         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3297                 memcg_offline_kmem(memcg);
3298
3299         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3300                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3301                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3302         }
3303 }
3304 #else
3305 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3306 {
3307         return 0;
3308 }
3309 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3310 {
3311 }
3312 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3313 {
3314 }
3315 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3316
3317 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3318                                  unsigned long max)
3319 {
3320         int ret;
3321
3322         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3323         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3324         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3325         return ret;
3326 }
3327
3328 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3329 {
3330         int ret;
3331
3332         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3333
3334         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3335         if (ret)
3336                 goto out;
3337
3338         if (!memcg->tcpmem_active) {
3339                 /*
3340                  * The active flag needs to be written after the static_key
3341                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3342                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3343                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3344                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3345                  *
3346                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3347                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3348                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3349                  * yet, we'll lose accounting.
3350                  *
3351                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3352                  * because when this value change, the code to process it is not
3353                  * patched in yet.
3354                  */
3355                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3356                 memcg->tcpmem_active = true;
3357         }
3358 out:
3359         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3360         return ret;
3361 }
3362
3363 /*
3364  * The user of this function is...
3365  * RES_LIMIT.
3366  */
3367 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3368                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3369 {
3370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3371         unsigned long nr_pages;
3372         int ret;
3373
3374         buf = strstrip(buf);
3375         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3376         if (ret)
3377                 return ret;
3378
3379         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3380         case RES_LIMIT:
3381                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3382                         ret = -EINVAL;
3383                         break;
3384                 }
3385                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3386                 case _MEM:
3387                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3388                         break;
3389                 case _MEMSWAP:
3390                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3391                         break;
3392                 case _KMEM:
3393                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3394                         break;
3395                 case _TCP:
3396                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3397                         break;
3398                 }
3399                 break;
3400         case RES_SOFT_LIMIT:
3401                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3402                 ret = 0;
3403                 break;
3404         }
3405         return ret ?: nbytes;
3406 }
3407
3408 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3409                                 size_t nbytes, loff_t off)
3410 {
3411         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3412         struct page_counter *counter;
3413
3414         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3415         case _MEM:
3416                 counter = &memcg->memory;
3417                 break;
3418         case _MEMSWAP:
3419                 counter = &memcg->memsw;
3420                 break;
3421         case _KMEM:
3422                 counter = &memcg->kmem;
3423                 break;
3424         case _TCP:
3425                 counter = &memcg->tcpmem;
3426                 break;
3427         default:
3428                 BUG();
3429         }
3430
3431         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3432         case RES_MAX_USAGE:
3433                 page_counter_reset_watermark(counter);
3434                 break;
3435         case RES_FAILCNT:
3436                 counter->failcnt = 0;
3437                 break;
3438         default:
3439                 BUG();
3440         }
3441
3442         return nbytes;
3443 }
3444
3445 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3446                                         struct cftype *cft)
3447 {
3448         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3449 }
3450
3451 #ifdef CONFIG_MMU
3452 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3453                                         struct cftype *cft, u64 val)
3454 {
3455         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3456
3457         if (val & ~MOVE_MASK)
3458                 return -EINVAL;
3459
3460         /*
3461          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3462          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3463          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3464          * affect task migrations starting after the change.
3465          */
3466         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3467         return 0;
3468 }
3469 #else
3470 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3471                                         struct cftype *cft, u64 val)
3472 {
3473         return -ENOSYS;
3474 }
3475 #endif
3476
3477 #ifdef CONFIG_NUMA
3478
3479 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3480 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3481 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3482
3483 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3484                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3485 {
3486         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3487         unsigned long nr = 0;
3488         enum lru_list lru;
3489
3490         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3491
3492         for_each_lru(lru) {
3493                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3494                         continue;
3495                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3496         }
3497         return nr;
3498 }
3499
3500 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3501                                              unsigned int lru_mask)
3502 {
3503         unsigned long nr = 0;
3504         enum lru_list lru;
3505
3506         for_each_lru(lru) {
3507                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3508                         continue;
3509                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3510         }
3511         return nr;
3512 }
3513
3514 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3515 {
3516         struct numa_stat {
3517                 const char *name;
3518                 unsigned int lru_mask;
3519         };
3520
3521         static const struct numa_stat stats[] = {
3522                 { "total", LRU_ALL },
3523                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3524                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3525                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3526         };
3527         const struct numa_stat *stat;
3528         int nid;
3529         unsigned long nr;
3530         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3531
3532         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3533                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3534                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3535                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3536                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3537                                                           stat->lru_mask);
3538                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3539                 }
3540                 seq_putc(m, '\n');
3541         }
3542
3543         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3544                 struct mem_cgroup *iter;
3545
3546                 nr = 0;
3547                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3548                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3549                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3550                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3551                         nr = 0;
3552                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3553                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3554                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3555                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3556                 }
3557                 seq_putc(m, '\n');
3558         }
3559
3560         return 0;
3561 }
3562 #endif /* CONFIG_NUMA */
3563
3564 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3565         MEMCG_CACHE,
3566         MEMCG_RSS,
3567         MEMCG_RSS_HUGE,
3568         NR_SHMEM,
3569         NR_FILE_MAPPED,
3570         NR_FILE_DIRTY,
3571         NR_WRITEBACK,
3572         MEMCG_SWAP,
3573 };
3574
3575 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3576         "cache",
3577         "rss",
3578         "rss_huge",
3579         "shmem",
3580         "mapped_file",
3581         "dirty",
3582         "writeback",
3583         "swap",
3584 };
3585
3586 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3587 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3588         PGPGIN,
3589         PGPGOUT,
3590         PGFAULT,
3591         PGMAJFAULT,
3592 };
3593
3594 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3595         "pgpgin",
3596         "pgpgout",
3597         "pgfault",
3598         "pgmajfault",
3599 };
3600
3601 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3602 {
3603         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3604         unsigned long memory, memsw;
3605         struct mem_cgroup *mi;
3606         unsigned int i;
3607
3608         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3609         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3610
3611         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3612                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3613                         continue;
3614                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3615                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3616                            PAGE_SIZE);
3617         }
3618
3619         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3620                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3621                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3622
3623         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3624                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3625                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3626                            PAGE_SIZE);
3627
3628         /* Hierarchical information */
3629         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3630         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3631                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3632                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3633         }
3634         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3635                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3636         if (do_memsw_account())
3637                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3638                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3639
3640         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3641                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3642                         continue;
3643                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3644                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3645                            PAGE_SIZE);
3646         }
3647
3648         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3649                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3650                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3651
3652         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3653                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3654                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3655                            PAGE_SIZE);
3656
3657 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3658         {
3659                 pg_data_t *pgdat;
3660                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3661                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3662                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3663                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3664
3665                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3666                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3667                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3668
3669                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3670                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3671                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3672                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3673                 }
3674                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3675                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3676                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3677                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3678         }
3679 #endif
3680
3681         return 0;
3682 }
3683
3684 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3685                                       struct cftype *cft)
3686 {
3687         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3688
3689         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3690 }
3691
3692 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3693                                        struct cftype *cft, u64 val)
3694 {
3695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3696
3697         if (val > 100)
3698                 return -EINVAL;
3699
3700         if (css->parent)
3701                 memcg->swappiness = val;
3702         else
3703                 vm_swappiness = val;
3704
3705         return 0;
3706 }
3707
3708 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3709 {
3710         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3711         unsigned long usage;
3712         int i;
3713
3714         rcu_read_lock();
3715         if (!swap)
3716                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3717         else
3718                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3719
3720         if (!t)
3721                 goto unlock;
3722
3723         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3724
3725         /*
3726          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3727          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3728          * call of __mem_cgroup_threshold().
3729          */
3730         i = t->current_threshold;
3731
3732         /*
3733          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3734          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3735          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3736          * only one element of the array here.
3737          */
3738         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3739                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3740
3741         /* i = current_threshold + 1 */
3742         i++;
3743
3744         /*
3745          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3746          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3747          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3748          * only one element of the array here.
3749          */
3750         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3751                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3752
3753         /* Update current_threshold */
3754         t->current_threshold = i - 1;
3755 unlock:
3756         rcu_read_unlock();
3757 }
3758
3759 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3760 {
3761         while (memcg) {
3762                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3763                 if (do_memsw_account())
3764                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3765
3766                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3767         }
3768 }
3769
3770 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3771 {
3772         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3773         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3774
3775         if (_a->threshold > _b->threshold)
3776                 return 1;
3777
3778         if (_a->threshold < _b->threshold)
3779                 return -1;
3780
3781         return 0;
3782 }
3783
3784 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3785 {
3786         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3787
3788         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3789
3790         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3791                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3792
3793         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3798 {
3799         struct mem_cgroup *iter;
3800
3801         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3802                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3803 }
3804
3805 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3806         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3807 {
3808         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3809         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3810         unsigned long threshold;
3811         unsigned long usage;
3812         int i, size, ret;
3813
3814         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3815         if (ret)
3816                 return ret;
3817
3818         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3819
3820         if (type == _MEM) {
3821                 thresholds = &memcg->thresholds;
3822                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3823         } else if (type == _MEMSWAP) {
3824                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3825                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3826         } else
3827                 BUG();
3828
3829         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3830         if (thresholds->primary)
3831                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3832
3833         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3834
3835         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3836         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3837         if (!new) {
3838                 ret = -ENOMEM;
3839                 goto unlock;
3840         }
3841         new->size = size;
3842
3843         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3844         if (thresholds->primary) {
3845                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3846                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3847         }
3848
3849         /* Add new threshold */
3850         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3851         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3852
3853         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3854         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3855                         compare_thresholds, NULL);
3856
3857         /* Find current threshold */
3858         new->current_threshold = -1;
3859         for (i = 0; i < size; i++) {
3860                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3861                         /*
3862                          * new->current_threshold will not be used until
3863                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3864                          * it here.
3865                          */
3866                         ++new->current_threshold;
3867                 } else
3868                         break;
3869         }
3870
3871         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3872         kfree(thresholds->spare);
3873         thresholds->spare = thresholds->primary;
3874
3875         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3876
3877         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3878         synchronize_rcu();
3879
3880 unlock:
3881         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3882
3883         return ret;
3884 }
3885
3886 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3887         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3888 {
3889         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3890 }
3891
3892 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3893         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3894 {
3895         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3896 }
3897
3898 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3899         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3900 {
3901         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3902         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3903         unsigned long usage;
3904         int i, j, size;
3905
3906         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3907
3908         if (type == _MEM) {
3909                 thresholds = &memcg->thresholds;
3910                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3911         } else if (type == _MEMSWAP) {
3912                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3913                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3914         } else
3915                 BUG();
3916
3917         if (!thresholds->primary)
3918                 goto unlock;
3919
3920         /* Check if a threshold crossed before removing */
3921         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3922
3923         /* Calculate new number of threshold */
3924         size = 0;
3925         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3926                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3927                         size++;
3928         }
3929
3930         new = thresholds->spare;
3931
3932         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3933         if (!size) {
3934                 kfree(new);
3935                 new = NULL;
3936                 goto swap_buffers;
3937         }
3938
3939         new->size = size;
3940
3941         /* Copy thresholds and find current threshold */
3942         new->current_threshold = -1;
3943         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3944                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3945                         continue;
3946
3947                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3948                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3949                         /*
3950                          * new->current_threshold will not be used
3951                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3952                          * it here.
3953                          */
3954                         ++new->current_threshold;
3955                 }
3956                 j++;
3957         }
3958
3959 swap_buffers:
3960         /* Swap primary and spare array */
3961         thresholds->spare = thresholds->primary;
3962
3963         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3964
3965         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3966         synchronize_rcu();
3967
3968         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3969         if (!new) {
3970                 kfree(thresholds->spare);
3971                 thresholds->spare = NULL;
3972         }
3973 unlock:
3974         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3975 }
3976
3977 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3978         struct eventfd_ctx *eventfd)
3979 {
3980         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3981 }
3982
3983 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3984         struct eventfd_ctx *eventfd)
3985 {
3986         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3987 }
3988
3989 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3990         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3991 {
3992         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3993
3994         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3995         if (!event)
3996                 return -ENOMEM;
3997
3998         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3999
4000         event->eventfd = eventfd;
4001         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4002
4003         /* already in OOM ? */
4004         if (memcg->under_oom)
4005                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4006         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4007
4008         return 0;
4009 }
4010
4011 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4012         struct eventfd_ctx *eventfd)
4013 {
4014         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4015
4016         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4017
4018         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4019                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4020                         list_del(&ev->list);
4021                         kfree(ev);
4022                 }
4023         }
4024
4025         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4026 }
4027
4028 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4029 {
4030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4031
4032         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4033         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4034         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4035                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4036         return 0;
4037 }
4038
4039 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4040         struct cftype *cft, u64 val)
4041 {
4042         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4043
4044         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4045         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4046                 return -EINVAL;
4047
4048         memcg->oom_kill_disable = val;
4049         if (!val)
4050                 memcg_oom_recover(memcg);
4051
4052         return 0;
4053 }
4054
4055 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4056
4057 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4058 {
4059         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4060 }
4061
4062 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4063 {
4064         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4065 }
4066
4067 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4068 {
4069         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4070 }
4071
4072 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4073 {
4074         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4075
4076         if (!memcg->css.parent)
4077                 return NULL;
4078
4079         return &memcg->cgwb_domain;
4080 }
4081
4082 /*
4083  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4084  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4085  */
4086 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4087 {
4088         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4089         int cpu;
4090
4091         for_each_online_cpu(cpu)
4092                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4093         if (x < 0)
4094                 x = 0;
4095         return x;
4096 }
4097
4098 /**
4099  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4100  * @wb: bdi_writeback in question
4101  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4102  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4103  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4104  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4105  *
4106  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4107  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4108  * is a bit more involved.
4109  *
4110  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4111  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4112  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4113  * available memory in the system.  The caller should further cap
4114  * *@pheadroom accordingly.
4115  */
4116 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4117                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4118                          unsigned long *pwriteback)
4119 {
4120         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4121         struct mem_cgroup *parent;
4122
4123         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4124
4125         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4126         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4127         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4128                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4129         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4130
4131         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4132                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4133                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4134
4135                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4136                 memcg = parent;
4137         }
4138 }
4139
4140 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4141
4142 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4143 {
4144         return 0;
4145 }
4146
4147 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4148 {
4149 }
4150
4151 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4152 {
4153 }
4154
4155 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4156
4157 /*
4158  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4159  *
4160  * "cgroup.event_control" implementation.
4161  *
4162  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4163  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4164  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4165  *
4166  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4167  * possible.
4168  */
4169
4170 /*
4171  * Unregister event and free resources.
4172  *
4173  * Gets called from workqueue.
4174  */
4175 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4176 {
4177         struct mem_cgroup_event *event =
4178                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4179         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4180
4181         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4182
4183         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4184
4185         /* Notify userspace the event is going away. */
4186         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4187
4188         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4189         kfree(event);
4190         css_put(&memcg->css);
4191 }
4192
4193 /*
4194  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4195  *
4196  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4197  */
4198 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4199                             int sync, void *key)
4200 {
4201         struct mem_cgroup_event *event =
4202                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4203         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4204         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4205
4206         if (flags & EPOLLHUP) {
4207                 /*
4208                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4209                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4210                  * for us.
4211                  *
4212                  * We can't race against event freeing since the other
4213                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4214                  * which we hold.
4215                  */
4216                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4217                 if (!list_empty(&event->list)) {
4218                         list_del_init(&event->list);
4219                         /*
4220                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4221                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4222                          */
4223                         schedule_work(&event->remove);
4224                 }
4225                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4226         }
4227
4228         return 0;
4229 }
4230
4231 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4232                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4233 {
4234         struct mem_cgroup_event *event =
4235                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4236
4237         event->wqh = wqh;
4238         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4239 }
4240
4241 /*
4242  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4243  *
4244  * Parse input and register new cgroup event handler.
4245  *
4246  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4247  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4248  */
4249 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4250                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4251 {
4252         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4253         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4254         struct mem_cgroup_event *event;
4255         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4256         unsigned int efd, cfd;
4257         struct fd efile;
4258         struct fd cfile;
4259         const char *name;
4260         char *endp;
4261         int ret;
4262
4263         buf = strstrip(buf);
4264
4265         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4266         if (*endp != ' ')
4267                 return -EINVAL;
4268         buf = endp + 1;
4269
4270         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4271         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4272                 return -EINVAL;
4273         buf = endp + 1;
4274
4275         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4276         if (!event)
4277                 return -ENOMEM;
4278
4279         event->memcg = memcg;
4280         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4281         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4282         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4283         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4284
4285         efile = fdget(efd);
4286         if (!efile.file) {
4287                 ret = -EBADF;
4288                 goto out_kfree;
4289         }
4290
4291         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4292         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4293                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4294                 goto out_put_efile;
4295         }
4296
4297         cfile = fdget(cfd);
4298         if (!cfile.file) {
4299                 ret = -EBADF;
4300                 goto out_put_eventfd;
4301         }
4302
4303         /* the process need read permission on control file */
4304         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4305         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4306         if (ret < 0)
4307                 goto out_put_cfile;
4308
4309         /*
4310          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4311          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4312          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4313          * is for compatibility anyway.
4314          *
4315          * DO NOT ADD NEW FILES.
4316          */
4317         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4318
4319         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4320                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4321                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4322         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4323                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4324                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4325         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4326                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4327                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4328         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4329                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4330                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4331         } else {
4332                 ret = -EINVAL;
4333                 goto out_put_cfile;
4334         }
4335
4336         /*
4337          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4338          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4339          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4340          */
4341         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4342                                                &memory_cgrp_subsys);
4343         ret = -EINVAL;
4344         if (IS_ERR(cfile_css))
4345                 goto out_put_cfile;
4346         if (cfile_css != css) {
4347                 css_put(cfile_css);
4348                 goto out_put_cfile;
4349         }
4350
4351         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4352         if (ret)
4353                 goto out_put_css;
4354
4355         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4356
4357         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4358         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4359         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4360
4361         fdput(cfile);
4362         fdput(efile);
4363
4364         return nbytes;
4365
4366 out_put_css:
4367         css_put(css);
4368 out_put_cfile:
4369         fdput(cfile);
4370 out_put_eventfd:
4371         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4372 out_put_efile:
4373         fdput(efile);
4374 out_kfree:
4375         kfree(event);
4376
4377         return ret;
4378 }
4379
4380 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4381         {
4382                 .name = "usage_in_bytes",
4383                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4384                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4385         },
4386         {
4387                 .name = "max_usage_in_bytes",
4388                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4389                 .write = mem_cgroup_reset,
4390                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4391         },
4392         {
4393                 .name = "limit_in_bytes",
4394                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4395                 .write = mem_cgroup_write,
4396                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4397         },
4398         {
4399                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4400                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4401                 .write = mem_cgroup_write,
4402                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4403         },
4404         {
4405                 .name = "failcnt",
4406                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4407                 .write = mem_cgroup_reset,
4408                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4409         },
4410         {
4411                 .name = "stat",
4412                 .seq_show = memcg_stat_show,
4413         },
4414         {
4415                 .name = "force_empty",
4416                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4417         },
4418         {
4419                 .name = "use_hierarchy",
4420                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4421                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4422         },
4423         {
4424                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4425                 .write = memcg_write_event_control,
4426                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4427         },
4428         {
4429                 .name = "swappiness",
4430                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4431                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4432         },
4433         {
4434                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4435                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4436                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4437         },
4438         {
4439                 .name = "oom_control",
4440                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4441                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4442                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4443         },
4444         {
4445                 .name = "pressure_level",
4446         },
4447 #ifdef CONFIG_NUMA
4448         {
4449                 .name = "numa_stat",
4450                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4451         },
4452 #endif
4453         {
4454                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4455                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4456                 .write = mem_cgroup_write,
4457                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4458         },
4459         {
4460                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4461                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4462                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4463         },
4464         {
4465                 .name = "kmem.failcnt",
4466                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4467                 .write = mem_cgroup_reset,
4468                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4469         },
4470         {
4471                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4472                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4473                 .write = mem_cgroup_reset,
4474                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4475         },
4476 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4477         {
4478                 .name = "kmem.slabinfo",
4479                 .seq_start = memcg_slab_start,
4480                 .seq_next = memcg_slab_next,
4481                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4482                 .seq_show = memcg_slab_show,
4483         },
4484 #endif
4485         {
4486                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4487                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4488                 .write = mem_cgroup_write,
4489                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4490         },
4491         {
4492                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4493                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4494                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4495         },
4496         {
4497                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4498                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4499                 .write = mem_cgroup_reset,
4500                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4501         },
4502         {
4503                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4504                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4505                 .write = mem_cgroup_reset,
4506                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4507         },
4508         { },    /* terminate */
4509 };
4510
4511 /*
4512  * Private memory cgroup IDR
4513  *
4514  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4515  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4516  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4517  * memory-controlled cgroups to 64k.
4518  *
4519  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4520  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4521  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4522  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4523  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4524  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4525  *
4526  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4527  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4528  * when the CSS is offlined.
4529  *
4530  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4531  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4532  * those references are manageable from userspace.
4533  */
4534
4535 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4536
4537 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4538 {
4539         if (memcg->id.id > 0) {
4540                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4541                 memcg->id.id = 0;
4542         }
4543 }
4544
4545 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4546 {
4547         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4548 }
4549
4550 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4551 {
4552         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4553                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4554
4555                 /* Memcg ID pins CSS */
4556                 css_put(&memcg->css);
4557         }
4558 }
4559
4560 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4561 {
4562         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4563 }
4564
4565 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4566 {
4567         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4568 }
4569
4570 /**
4571  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4572  * @id: the memcg id to look up
4573  *
4574  * Caller must hold rcu_read_lock().
4575  */
4576 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4577 {
4578         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4579         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4580 }
4581
4582 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4583 {
4584         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4585         int tmp = node;
4586         /*
4587          * This routine is called against possible nodes.
4588          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4589          *
4590          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4591          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4592          *       function.
4593          */
4594         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4595                 tmp = -1;
4596         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4597         if (!pn)
4598                 return 1;
4599
4600         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4601         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4602                 kfree(pn);
4603                 return 1;
4604         }
4605
4606         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4607         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4608                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4609                 kfree(pn);
4610                 return 1;
4611         }
4612
4613         lruvec_init(&pn->lruvec);
4614         pn->usage_in_excess = 0;
4615         pn->on_tree = false;
4616         pn->memcg = memcg;
4617
4618         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4619         return 0;
4620 }
4621
4622 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4623 {
4624         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4625
4626         if (!pn)
4627                 return;
4628
4629         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4630         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4631         kfree(pn);
4632 }
4633
4634 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4635 {
4636         int node;
4637
4638         for_each_node(node)
4639                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4640         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4641         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4642         kfree(memcg);
4643 }
4644
4645 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4646 {
4647         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4648         __mem_cgroup_free(memcg);
4649 }
4650
4651 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4652 {
4653         struct mem_cgroup *memcg;
4654         unsigned int size;
4655         int node;
4656
4657         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4658         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4659
4660         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4661         if (!memcg)
4662                 return NULL;
4663
4664         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4665                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4666                                  GFP_KERNEL);
4667         if (memcg->id.id < 0)
4668                 goto fail;
4669
4670         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4671         if (!memcg->vmstats_local)
4672                 goto fail;
4673
4674         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4675         if (!memcg->vmstats_percpu)
4676                 goto fail;
4677
4678         for_each_node(node)
4679                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4680                         goto fail;
4681
4682         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4683                 goto fail;
4684
4685         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4686         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4687         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4688         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4689         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4690         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4691         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4692         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4693         memcg->socket_pressure = jiffies;
4694 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4695         memcg->kmemcg_id = -1;
4696 #endif
4697 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4698         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4699 #endif
4700         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4701         return memcg;
4702 fail:
4703         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4704         __mem_cgroup_free(memcg);
4705         return NULL;
4706 }
4707
4708 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4709 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4710 {
4711         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4712         struct mem_cgroup *memcg;
4713         long error = -ENOMEM;
4714
4715         memcg = mem_cgroup_alloc();
4716         if (!memcg)
4717                 return ERR_PTR(error);
4718
4719         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4720         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4721         if (parent) {
4722                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4723                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4724         }
4725         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4726                 memcg->use_hierarchy = true;
4727                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4728                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4729                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4730                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4731                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4732         } else {
4733                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4734                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4735                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4736                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4737                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4738                 /*
4739                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4740                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4741                  * unfortunate state in our controller.
4742                  */
4743                 if (parent != root_mem_cgroup)
4744                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4745         }
4746
4747         /* The following stuff does not apply to the root */
4748         if (!parent) {
4749 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4750                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
4751 #endif
4752                 root_mem_cgroup = memcg;
4753                 return &memcg->css;
4754         }
4755
4756         error = memcg_online_kmem(memcg);
4757         if (error)
4758                 goto fail;
4759
4760         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4761                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4762
4763         return &memcg->css;
4764 fail:
4765         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4766         mem_cgroup_free(memcg);
4767         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4768 }
4769
4770 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4771 {
4772         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4773
4774         /*
4775          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4776          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4777          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4778          */
4779         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4780                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4781                 return -ENOMEM;
4782         }
4783
4784         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4785         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4786         css_get(css);
4787         return 0;
4788 }
4789
4790 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4791 {
4792         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4793         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4794
4795         /*
4796          * Unregister events and notify userspace.
4797          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4798          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4799          */
4800         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4801         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4802                 list_del_init(&event->list);
4803                 schedule_work(&event->remove);
4804         }
4805         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4806
4807         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4808         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4809
4810         memcg_offline_kmem(memcg);
4811         wb_memcg_offline(memcg);
4812
4813         drain_all_stock(memcg);
4814
4815         mem_cgroup_id_put(memcg);
4816 }
4817
4818 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4819 {
4820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4821
4822         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4823 }
4824
4825 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4826 {
4827         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4828
4829         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4830                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4831
4832         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4833                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4834
4835         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4836         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4837         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4838         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4839         memcg_free_kmem(memcg);
4840         mem_cgroup_free(memcg);
4841 }
4842
4843 /**
4844  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4845  * @css: the target css
4846  *
4847  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4848  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4849  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4850  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4851  * made visible again.
4852  *
4853  * The current implementation only resets the essential configurations.
4854  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4855  */
4856 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4857 {
4858         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4859
4860         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4861         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4862         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4863         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4864         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4865         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4866         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4867         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4868         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4869         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4870 }
4871
4872 #ifdef CONFIG_MMU
4873 /* Handlers for move charge at task migration. */
4874 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4875 {
4876         int ret;
4877
4878         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4879         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4880         if (!ret) {
4881                 mc.precharge += count;
4882                 return ret;
4883         }
4884
4885         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4886         while (count--) {
4887                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4888                 if (ret)
4889                         return ret;
4890                 mc.precharge++;
4891                 cond_resched();
4892         }
4893         return 0;
4894 }
4895
4896 union mc_target {
4897         struct page     *page;
4898         swp_entry_t     ent;
4899 };
4900
4901 enum mc_target_type {
4902         MC_TARGET_NONE = 0,
4903         MC_TARGET_PAGE,
4904         MC_TARGET_SWAP,
4905         MC_TARGET_DEVICE,
4906 };
4907
4908 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4909                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4910 {
4911         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4912
4913         if (!page || !page_mapped(page))
4914                 return NULL;
4915         if (PageAnon(page)) {
4916                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4917                         return NULL;
4918         } else {
4919                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4920                         return NULL;
4921         }
4922         if (!get_page_unless_zero(page))
4923                 return NULL;
4924
4925         return page;
4926 }
4927
4928 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4929 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4930                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4931 {
4932         struct page *page = NULL;
4933         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4934
4935         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4936                 return NULL;
4937
4938         /*
4939          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4940          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4941          * as special swap entry in the CPU page table.
4942          */
4943         if (is_device_private_entry(ent)) {
4944                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4945                 /*
4946                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4947                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4948                  */
4949                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4950                         return NULL;
4951                 return page;
4952         }
4953
4954         /*
4955          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4956          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4957          */
4958         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4959         if (do_memsw_account())
4960                 entry->val = ent.val;
4961
4962         return page;
4963 }
4964 #else
4965 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4966                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4967 {
4968         return NULL;
4969 }
4970 #endif
4971
4972 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4973                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4974 {
4975         struct page *page = NULL;
4976         struct address_space *mapping;
4977         pgoff_t pgoff;
4978
4979         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4980                 return NULL;
4981         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4982                 return NULL;
4983
4984         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4985         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4986
4987         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4988 #ifdef CONFIG_SWAP
4989         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4990         if (shmem_mapping(mapping)) {
4991                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4992                 if (xa_is_value(page)) {
4993                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4994                         if (do_memsw_account())
4995                                 *entry = swp;
4996                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4997                                              swp_offset(swp));
4998                 }
4999         } else
5000                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5001 #else
5002         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5003 #endif
5004         return page;
5005 }
5006
5007 /**
5008  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5009  * @page: the page
5010  * @compound: charge the page as compound or small page
5011  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5012  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5013  *
5014  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5015  *
5016  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5017  * from old cgroup.
5018  */
5019 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5020                                    bool compound,
5021                                    struct mem_cgroup *from,
5022                                    struct mem_cgroup *to)
5023 {
5024         unsigned long flags;
5025         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5026         int ret;
5027         bool anon;
5028
5029         VM_BUG_ON(from == to);
5030         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5031         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5032
5033         /*
5034          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5035          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5036          */
5037         ret = -EBUSY;
5038         if (!trylock_page(page))
5039                 goto out;
5040
5041         ret = -EINVAL;
5042         if (page->mem_cgroup != from)
5043                 goto out_unlock;
5044
5045         anon = PageAnon(page);
5046
5047         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5048
5049         if (!anon && page_mapped(page)) {
5050                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5051                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5052         }
5053
5054         /*
5055          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5056          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5057          * So mapping should be stable for dirty pages.
5058          */
5059         if (!anon && PageDirty(page)) {
5060                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5061
5062                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5063                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5064                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5065                 }
5066         }
5067
5068         if (PageWriteback(page)) {
5069                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5070                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5071         }
5072
5073         /*
5074          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5075          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5076          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5077          */
5078
5079         /* caller should have done css_get */
5080         page->mem_cgroup = to;
5081         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5082
5083         ret = 0;
5084
5085         local_irq_disable();
5086         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5087         memcg_check_events(to, page);
5088         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5089         memcg_check_events(from, page);
5090         local_irq_enable();
5091 out_unlock:
5092         unlock_page(page);
5093 out:
5094         return ret;
5095 }
5096
5097 /**
5098  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5099  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5100  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5101  * @ptent: the pte to be checked
5102  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5103  *
5104  * Returns
5105  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5106  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5107  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5108  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5109  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5110  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5111  *     in target->ent.
5112  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5113  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5114  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5115  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5116  *     regular page.
5117  *
5118  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5119  *
5120  * Called with pte lock held.
5121  */
5122
5123 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5124                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5125 {
5126         struct page *page = NULL;
5127         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5128         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5129
5130         if (pte_present(ptent))
5131                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5132         else if (is_swap_pte(ptent))
5133                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5134         else if (pte_none(ptent))
5135                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5136
5137         if (!page && !ent.val)
5138                 return ret;
5139         if (page) {
5140                 /*
5141                  * Do only loose check w/o serialization.
5142                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5143                  * not under LRU exclusion.
5144                  */
5145                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5146                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5147                         if (is_device_private_page(page))
5148                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5149                         if (target)
5150                                 target->page = page;
5151                 }
5152                 if (!ret || !target)
5153                         put_page(page);
5154         }
5155         /*
5156          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5157          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5158          */
5159         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5160             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5161                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5162                 if (target)
5163                         target->ent = ent;
5164         }
5165         return ret;
5166 }
5167
5168 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5169 /*
5170  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5171  * not support them for now.
5172  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5173  */
5174 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5175                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5176 {
5177         struct page *page = NULL;
5178         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5179
5180         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5181                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5182                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5183                 return ret;
5184         }
5185         page = pmd_page(pmd);
5186         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5187         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5188                 return ret;
5189         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5190                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5191                 if (target) {
5192                         get_page(page);
5193                         target->page = page;
5194                 }
5195         }
5196         return ret;
5197 }
5198 #else
5199 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5200                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5201 {
5202         return MC_TARGET_NONE;
5203 }
5204 #endif
5205
5206 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5207                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5208                                         struct mm_walk *walk)
5209 {
5210         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5211         pte_t *pte;
5212         spinlock_t *ptl;
5213
5214         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5215         if (ptl) {
5216                 /*
5217                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5218                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5219                  * this might change.
5220                  */
5221                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5222                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5223                 spin_unlock(ptl);
5224                 return 0;
5225         }
5226
5227         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5228                 return 0;
5229         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5230         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5231                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5232                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5233         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5234         cond_resched();
5235
5236         return 0;
5237 }
5238
5239 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5240 {
5241         unsigned long precharge;
5242
5243         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5244                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5245                 .mm = mm,
5246         };
5247         down_read(&mm->mmap_sem);
5248         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5249                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5250         up_read(&mm->mmap_sem);
5251
5252         precharge = mc.precharge;
5253         mc.precharge = 0;
5254
5255         return precharge;
5256 }
5257
5258 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5259 {
5260         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5261
5262         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5263         mc.moving_task = current;
5264         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5265 }
5266
5267 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5268 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5269 {
5270         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5271         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5272
5273         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5274         if (mc.precharge) {
5275                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5276                 mc.precharge = 0;
5277         }
5278         /*
5279          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5280          * we must uncharge here.
5281          */
5282         if (mc.moved_charge) {
5283                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5284                 mc.moved_charge = 0;
5285         }
5286         /* we must fixup refcnts and charges */
5287         if (mc.moved_swap) {
5288                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5289                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5290                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5291
5292                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5293
5294                 /*
5295                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5296                  * should uncharge to->memory.
5297                  */
5298                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5299                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5300
5301                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5302                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5303
5304                 mc.moved_swap = 0;
5305         }
5306         memcg_oom_recover(from);
5307         memcg_oom_recover(to);
5308         wake_up_all(&mc.waitq);
5309 }
5310
5311 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5312 {
5313         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5314
5315         /*
5316          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5317          * task migration.
5318          */
5319         mc.moving_task = NULL;
5320         __mem_cgroup_clear_mc();
5321         spin_lock(&mc.lock);
5322         mc.from = NULL;
5323         mc.to = NULL;
5324         mc.mm = NULL;
5325         spin_unlock(&mc.lock);
5326
5327         mmput(mm);
5328 }
5329
5330 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5331 {
5332         struct cgroup_subsys_state *css;
5333         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5334         struct mem_cgroup *from;
5335         struct task_struct *leader, *p;
5336         struct mm_struct *mm;
5337         unsigned long move_flags;
5338         int ret = 0;
5339
5340         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5341         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5342                 return 0;
5343
5344         /*
5345          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5346          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5347          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5348          * multiple.
5349          */
5350         p = NULL;
5351         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5352                 WARN_ON_ONCE(p);
5353                 p = leader;
5354                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5355         }
5356         if (!p)
5357                 return 0;
5358
5359         /*
5360          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5361          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5362          * So we need to save it, and keep it going.
5363          */
5364         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5365         if (!move_flags)
5366                 return 0;
5367
5368         from = mem_cgroup_from_task(p);
5369
5370         VM_BUG_ON(from == memcg);
5371
5372         mm = get_task_mm(p);
5373         if (!mm)
5374                 return 0;
5375         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5376         if (mm->owner == p) {
5377                 VM_BUG_ON(mc.from);
5378                 VM_BUG_ON(mc.to);
5379                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5380                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5381                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5382
5383                 spin_lock(&mc.lock);
5384                 mc.mm = mm;
5385                 mc.from = from;
5386                 mc.to = memcg;
5387                 mc.flags = move_flags;
5388                 spin_unlock(&mc.lock);
5389                 /* We set mc.moving_task later */
5390
5391                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5392                 if (ret)
5393                         mem_cgroup_clear_mc();
5394         } else {
5395                 mmput(mm);
5396         }
5397         return ret;
5398 }
5399
5400 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5401 {
5402         if (mc.to)
5403                 mem_cgroup_clear_mc();
5404 }
5405
5406 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5407                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5408                                 struct mm_walk *walk)
5409 {
5410         int ret = 0;
5411         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5412         pte_t *pte;
5413         spinlock_t *ptl;
5414         enum mc_target_type target_type;
5415         union mc_target target;
5416         struct page *page;
5417
5418         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5419         if (ptl) {
5420                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5421                         spin_unlock(ptl);
5422                         return 0;
5423                 }
5424                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5425                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5426                         page = target.page;
5427                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5428                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5429                                                              mc.from, mc.to)) {
5430                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5431                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5432                                 }
5433                                 putback_lru_page(page);
5434                         }
5435                         put_page(page);
5436                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5437                         page = target.page;
5438                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5439                                                      mc.from, mc.to)) {
5440                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5441                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5442                         }
5443                         put_page(page);
5444                 }
5445                 spin_unlock(ptl);
5446                 return 0;
5447         }
5448
5449         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5450                 return 0;
5451 retry:
5452         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5453         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5454                 pte_t ptent = *(pte++);
5455                 bool device = false;
5456                 swp_entry_t ent;
5457
5458                 if (!mc.precharge)
5459                         break;
5460
5461                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5462                 case MC_TARGET_DEVICE:
5463                         device = true;
5464                         /* fall through */
5465                 case MC_TARGET_PAGE:
5466                         page = target.page;
5467                         /*
5468                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5469                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5470                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5471                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5472                          */
5473                         if (PageTransCompound(page))
5474                                 goto put;
5475                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5476                                 goto put;
5477                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5478                                                 mc.from, mc.to)) {
5479                                 mc.precharge--;
5480                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5481                                 mc.moved_charge++;
5482                         }
5483                         if (!device)
5484                                 putback_lru_page(page);
5485 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5486                         put_page(page);
5487                         break;
5488                 case MC_TARGET_SWAP:
5489                         ent = target.ent;
5490                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5491                                 mc.precharge--;
5492                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5493                                 mc.moved_swap++;
5494                         }
5495                         break;
5496                 default:
5497                         break;
5498                 }
5499         }
5500         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5501         cond_resched();
5502
5503         if (addr != end) {
5504                 /*
5505                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5506                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5507                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5508                  * phase.
5509                  */
5510                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5511                 if (!ret)
5512                         goto retry;
5513         }
5514
5515         return ret;
5516 }
5517
5518 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5519 {
5520         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5521                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5522                 .mm = mc.mm,
5523         };
5524
5525         lru_add_drain_all();
5526         /*
5527          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5528          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5529          * for already started RCU-only updates to finish.
5530          */
5531         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5532         synchronize_rcu();
5533 retry:
5534         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5535                 /*
5536                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5537                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5538                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5539                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5540                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5541                  */
5542                 __mem_cgroup_clear_mc();
5543                 cond_resched();
5544                 goto retry;
5545         }
5546         /*
5547          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5548          * additional charge, the page walk just aborts.
5549          */
5550         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5551
5552         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5553         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5554 }
5555
5556 static void mem_cgroup_move_task(void)
5557 {
5558         if (mc.to) {
5559                 mem_cgroup_move_charge();
5560                 mem_cgroup_clear_mc();
5561         }
5562 }
5563 #else   /* !CONFIG_MMU */
5564 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5565 {
5566         return 0;
5567 }
5568 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5569 {
5570 }
5571 static void mem_cgroup_move_task(void)
5572 {
5573 }
5574 #endif
5575
5576 /*
5577  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5578  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5579  * attempt.
5580  */
5581 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5582 {
5583         /*
5584          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5585          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5586          * on for the root memcg is enough.
5587          */
5588         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5589                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5590         else
5591                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5592 }
5593
5594 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5595 {
5596         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5597                 seq_puts(m, "max\n");
5598         else
5599                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5600
5601         return 0;
5602 }
5603
5604 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5605                                struct cftype *cft)
5606 {
5607         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5608
5609         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5610 }
5611
5612 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5613 {
5614         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5615                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5616 }
5617
5618 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5619                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5620 {
5621         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5622         unsigned long min;
5623         int err;
5624
5625         buf = strstrip(buf);
5626         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5627         if (err)
5628                 return err;
5629
5630         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5631
5632         return nbytes;
5633 }
5634
5635 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5636 {
5637         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5638                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5639 }
5640
5641 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5642                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5643 {
5644         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5645         unsigned long low;
5646         int err;
5647
5648         buf = strstrip(buf);
5649         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5650         if (err)
5651                 return err;
5652
5653         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5654
5655         return nbytes;
5656 }
5657
5658 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5659 {
5660         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5661 }
5662
5663 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5664                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5665 {
5666         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5667         unsigned long nr_pages;
5668         unsigned long high;
5669         int err;
5670
5671         buf = strstrip(buf);
5672         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5673         if (err)
5674                 return err;
5675
5676         memcg->high = high;
5677
5678         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5679         if (nr_pages > high)
5680                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5681                                              GFP_KERNEL, true);
5682
5683         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5684         return nbytes;
5685 }
5686
5687 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5688 {
5689         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5690                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5691 }
5692
5693 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5694                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5695 {
5696         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5697         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5698         bool drained = false;
5699         unsigned long max;
5700         int err;
5701
5702         buf = strstrip(buf);
5703         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5704         if (err)
5705                 return err;
5706
5707         xchg(&memcg->memory.max, max);
5708
5709         for (;;) {
5710                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5711
5712                 if (nr_pages <= max)
5713                         break;
5714
5715                 if (signal_pending(current)) {
5716                         err = -EINTR;
5717                         break;
5718                 }
5719
5720                 if (!drained) {
5721                         drain_all_stock(memcg);
5722                         drained = true;
5723                         continue;
5724                 }
5725
5726                 if (nr_reclaims) {
5727                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5728                                                           GFP_KERNEL, true))
5729                                 nr_reclaims--;
5730                         continue;
5731                 }
5732
5733                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5734                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5735                         break;
5736         }
5737
5738         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5739         return nbytes;
5740 }
5741
5742 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5743 {
5744         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5745         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5746         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5747         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5748         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5749                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5750 }
5751
5752 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5753 {
5754         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5755
5756         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5757         return 0;
5758 }
5759
5760 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5761 {
5762         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5763
5764         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5765         return 0;
5766 }
5767
5768 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5769 {
5770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5771         char *buf;
5772
5773         buf = memory_stat_format(memcg);
5774         if (!buf)
5775                 return -ENOMEM;
5776         seq_puts(m, buf);
5777         kfree(buf);
5778         return 0;
5779 }
5780
5781 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5782 {
5783         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5784
5785         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5786
5787         return 0;
5788 }
5789
5790 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5791                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5792 {
5793         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5794         int ret, oom_group;
5795
5796         buf = strstrip(buf);
5797         if (!buf)
5798                 return -EINVAL;
5799
5800         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5801         if (ret)
5802                 return ret;
5803
5804         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5805                 return -EINVAL;
5806
5807         memcg->oom_group = oom_group;
5808
5809         return nbytes;
5810 }
5811
5812 static struct cftype memory_files[] = {
5813         {
5814                 .name = "current",
5815                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5816                 .read_u64 = memory_current_read,
5817         },
5818         {
5819                 .name = "min",
5820                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5821                 .seq_show = memory_min_show,
5822                 .write = memory_min_write,
5823         },
5824         {
5825                 .name = "low",
5826                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5827                 .seq_show = memory_low_show,
5828                 .write = memory_low_write,
5829         },
5830         {
5831                 .name = "high",
5832                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5833                 .seq_show = memory_high_show,
5834                 .write = memory_high_write,
5835         },
5836         {
5837                 .name = "max",
5838                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5839                 .seq_show = memory_max_show,
5840                 .write = memory_max_write,
5841         },
5842         {
5843                 .name = "events",
5844                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5845                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5846                 .seq_show = memory_events_show,
5847         },
5848         {
5849                 .name = "events.local",
5850                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5851                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5852                 .seq_show = memory_events_local_show,
5853         },
5854         {
5855                 .name = "stat",
5856                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5857                 .seq_show = memory_stat_show,
5858         },
5859         {
5860                 .name = "oom.group",
5861                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5862                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5863                 .write = memory_oom_group_write,
5864         },
5865         { }     /* terminate */
5866 };
5867
5868 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5869         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5870         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5871         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5872         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5873         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5874         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5875         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5876         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5877         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5878         .bind = mem_cgroup_bind,
5879         .dfl_cftypes = memory_files,
5880         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5881         .early_init = 0,
5882 };
5883
5884 /**
5885  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5886  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5887  * @memcg: the memory cgroup to check
5888  *
5889  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5890  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5891  *
5892  * Returns one of the following:
5893  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5894  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5895  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5896  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5897  *
5898  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5899  *
5900  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5901  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5902  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5903  *
5904  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5905  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5906  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5907  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5908  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5909  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5910  * protected memory.
5911  *
5912  *                                             low_usage
5913  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5914  *                                        siblings_low_usage
5915  *
5916  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5917  * low_usage = |
5918  *             | 0, otherwise.
5919  *
5920  *
5921  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5922  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5923  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5924  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5925  * distribution.
5926  *
5927  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5928  *
5929  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5930  *    //\\
5931  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5932  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5933  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5934  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5935  *
5936  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5937  * is expected (approximately):
5938  *
5939  *     A/memory.current = 2G
5940  *
5941  *     B/memory.current = 1.3G
5942  *     C/memory.current = 0.6G
5943  *     D/memory.current = 0
5944  *     E/memory.current = 0
5945  *
5946  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5947  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5948  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5949  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5950  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5951  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5952  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5953  */
5954 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5955                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5956 {
5957         struct mem_cgroup *parent;
5958         unsigned long emin, parent_emin;
5959         unsigned long elow, parent_elow;
5960         unsigned long usage;
5961
5962         if (mem_cgroup_disabled())
5963                 return MEMCG_PROT_NONE;
5964
5965         if (!root)
5966                 root = root_mem_cgroup;
5967         if (memcg == root)
5968                 return MEMCG_PROT_NONE;
5969
5970         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5971         if (!usage)
5972                 return MEMCG_PROT_NONE;
5973
5974         emin = memcg->memory.min;
5975         elow = memcg->memory.low;
5976
5977         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5978         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
5979         if (!parent)
5980                 return MEMCG_PROT_NONE;
5981
5982         if (parent == root)
5983                 goto exit;
5984
5985         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
5986         emin = min(emin, parent_emin);
5987         if (emin && parent_emin) {
5988                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
5989
5990                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
5991                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
5992                         &parent->memory.children_min_usage);
5993
5994                 if (min_usage && siblings_min_usage)
5995                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
5996                                    siblings_min_usage);
5997         }
5998
5999         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6000         elow = min(elow, parent_elow);
6001         if (elow && parent_elow) {
6002                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6003
6004                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6005                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6006                         &parent->memory.children_low_usage);
6007
6008                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6009                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6010                                    siblings_low_usage);
6011         }
6012
6013 exit:
6014         memcg->memory.emin = emin;
6015         memcg->memory.elow = elow;
6016
6017         if (usage <= emin)
6018                 return MEMCG_PROT_MIN;
6019         else if (usage <= elow)
6020                 return MEMCG_PROT_LOW;
6021         else
6022                 return MEMCG_PROT_NONE;
6023 }
6024
6025 /**
6026  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6027  * @page: page to charge
6028  * @mm: mm context of the victim
6029  * @gfp_mask: reclaim mode
6030  * @memcgp: charged memcg return
6031  * @compound: charge the page as compound or small page
6032  *
6033  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6034  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6035  *
6036  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6037  * Otherwise, an error code is returned.
6038  *
6039  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6040  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6041  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6042  */
6043 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6044                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6045                           bool compound)
6046 {
6047         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6048         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6049         int ret = 0;
6050
6051         if (mem_cgroup_disabled())
6052                 goto out;
6053
6054         if (PageSwapCache(page)) {
6055                 /*
6056                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6057                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6058                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6059                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6060                  * in turn serializes uncharging.
6061                  */
6062                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6063                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6064                         goto out;
6065
6066                 if (do_swap_account) {
6067                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6068                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6069
6070                         rcu_read_lock();
6071                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6072                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6073                                 memcg = NULL;
6074                         rcu_read_unlock();
6075                 }
6076         }
6077
6078         if (!memcg)
6079                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6080
6081         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6082
6083         css_put(&memcg->css);
6084 out:
6085         *memcgp = memcg;
6086         return ret;
6087 }
6088
6089 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6090                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6091                           bool compound)
6092 {
6093         struct mem_cgroup *memcg;
6094         int ret;
6095
6096         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6097         memcg = *memcgp;
6098         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6099         return ret;
6100 }
6101
6102 /**
6103  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6104  * @page: page to charge
6105  * @memcg: memcg to charge the page to
6106  * @lrucare: page might be on LRU already
6107  * @compound: charge the page as compound or small page
6108  *
6109  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6110  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6111  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6112  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6113  *
6114  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6115  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6116  *
6117  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6118  */
6119 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6120                               bool lrucare, bool compound)
6121 {
6122         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6123
6124         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6125         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6126
6127         if (mem_cgroup_disabled())
6128                 return;
6129         /*
6130          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6131          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6132          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6133          */
6134         if (!memcg)
6135                 return;
6136
6137         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6138
6139         local_irq_disable();
6140         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6141         memcg_check_events(memcg, page);
6142         local_irq_enable();
6143
6144         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6145                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6146                 /*
6147                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6148                  * let's not wait for it.  The page already received a
6149                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6150                  */
6151                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6152         }
6153 }
6154
6155 /**
6156  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6157  * @page: page to charge
6158  * @memcg: memcg to charge the page to
6159  * @compound: charge the page as compound or small page
6160  *
6161  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6162  */
6163 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6164                 bool compound)
6165 {
6166         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6167
6168         if (mem_cgroup_disabled())
6169                 return;
6170         /*
6171          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6172          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6173          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6174          */
6175         if (!memcg)
6176                 return;
6177
6178         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6179 }
6180
6181 struct uncharge_gather {
6182         struct mem_cgroup *memcg;
6183         unsigned long pgpgout;
6184         unsigned long nr_anon;
6185         unsigned long nr_file;
6186         unsigned long nr_kmem;
6187         unsigned long nr_huge;
6188         unsigned long nr_shmem;
6189         struct page *dummy_page;
6190 };
6191
6192 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6193 {
6194         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6195 }
6196
6197 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6198 {
6199         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6200         unsigned long flags;
6201
6202         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6203                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6204                 if (do_memsw_account())
6205                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6206                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6207                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6208                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6209         }
6210
6211         local_irq_save(flags);
6212         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6213         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6214         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6215         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6216         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6217         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6218         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6219         local_irq_restore(flags);
6220
6221         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6222                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6223 }
6224
6225 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6226 {
6227         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6228         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6229                         !PageHWPoison(page) , page);
6230
6231         if (!page->mem_cgroup)
6232                 return;
6233
6234         /*
6235          * Nobody should be changing or seriously looking at
6236          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6237          * exclusive access to the page.
6238          */
6239
6240         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6241                 if (ug->memcg) {
6242                         uncharge_batch(ug);
6243                         uncharge_gather_clear(ug);
6244                 }
6245                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6246         }
6247
6248         if (!PageKmemcg(page)) {
6249                 unsigned int nr_pages = 1;
6250
6251                 if (PageTransHuge(page)) {
6252                         nr_pages <<= compound_order(page);
6253                         ug->nr_huge += nr_pages;
6254                 }
6255                 if (PageAnon(page))
6256                         ug->nr_anon += nr_pages;
6257                 else {
6258                         ug->nr_file += nr_pages;
6259                         if (PageSwapBacked(page))
6260                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6261                 }
6262                 ug->pgpgout++;
6263         } else {
6264                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6265                 __ClearPageKmemcg(page);
6266         }
6267
6268         ug->dummy_page = page;
6269         page->mem_cgroup = NULL;
6270 }
6271
6272 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6273 {
6274         struct uncharge_gather ug;
6275         struct list_head *next;
6276
6277         uncharge_gather_clear(&ug);
6278
6279         /*
6280          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6281          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6282          */
6283         next = page_list->next;
6284         do {
6285                 struct page *page;
6286
6287                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6288                 next = page->lru.next;
6289
6290                 uncharge_page(page, &ug);
6291         } while (next != page_list);
6292
6293         if (ug.memcg)
6294                 uncharge_batch(&ug);
6295 }
6296
6297 /**
6298  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6299  * @page: page to uncharge
6300  *
6301  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6302  * mem_cgroup_commit_charge().
6303  */
6304 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6305 {
6306         struct uncharge_gather ug;
6307
6308         if (mem_cgroup_disabled())
6309                 return;
6310
6311         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6312         if (!page->mem_cgroup)
6313                 return;
6314
6315         uncharge_gather_clear(&ug);
6316         uncharge_page(page, &ug);
6317         uncharge_batch(&ug);
6318 }
6319
6320 /**
6321  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6322  * @page_list: list of pages to uncharge
6323  *
6324  * Uncharge a list of pages previously charged with
6325  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6326  */
6327 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6328 {
6329         if (mem_cgroup_disabled())
6330                 return;
6331
6332         if (!list_empty(page_list))
6333                 uncharge_list(page_list);
6334 }
6335
6336 /**
6337  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6338  * @oldpage: currently circulating page
6339  * @newpage: replacement page
6340  *
6341  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6342  * be uncharged upon free.
6343  *
6344  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6345  */
6346 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6347 {
6348         struct mem_cgroup *memcg;
6349         unsigned int nr_pages;
6350         bool compound;
6351         unsigned long flags;
6352
6353         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6354         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6355         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6356         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6357                        newpage);
6358
6359         if (mem_cgroup_disabled())
6360                 return;
6361
6362         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6363         if (newpage->mem_cgroup)
6364                 return;
6365
6366         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6367         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6368         if (!memcg)
6369                 return;
6370
6371         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6372         compound = PageTransHuge(newpage);
6373         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6374
6375         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6376         if (do_memsw_account())
6377                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6378         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6379
6380         commit_charge(newpage, memcg, false);
6381
6382         local_irq_save(flags);
6383         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6384         memcg_check_events(memcg, newpage);
6385         local_irq_restore(flags);
6386 }
6387
6388 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6389 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6390
6391 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6392 {
6393         struct mem_cgroup *memcg;
6394
6395         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6396                 return;
6397
6398         /*
6399          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6400          * filled. It won't however, necessarily happen from
6401          * process context. So the test for root memcg given
6402          * the current task's memcg won't help us in this case.
6403          *
6404          * Respecting the original socket's memcg is a better
6405          * decision in this case.
6406          */
6407         if (sk->sk_memcg) {
6408                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6409                 return;
6410         }
6411
6412         rcu_read_lock();
6413         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6414         if (memcg == root_mem_cgroup)
6415                 goto out;
6416         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6417                 goto out;
6418         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6419                 sk->sk_memcg = memcg;
6420 out:
6421         rcu_read_unlock();
6422 }
6423
6424 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6425 {
6426         if (sk->sk_memcg)
6427                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6428 }
6429
6430 /**
6431  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6432  * @memcg: memcg to charge
6433  * @nr_pages: number of pages to charge
6434  *
6435  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6436  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6437  */
6438 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6439 {
6440         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6441
6442         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6443                 struct page_counter *fail;
6444
6445                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6446                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6447                         return true;
6448                 }
6449                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6450                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6451                 return false;
6452         }
6453
6454         /* Don't block in the packet receive path */
6455         if (in_softirq())
6456                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6457
6458         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6459
6460         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6461                 return true;
6462
6463         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6464         return false;
6465 }
6466
6467 /**
6468  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6469  * @memcg: memcg to uncharge
6470  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6471  */
6472 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6473 {
6474         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6475                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6476                 return;
6477         }
6478
6479         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6480
6481         refill_stock(memcg, nr_pages);
6482 }
6483
6484 static int __init cgroup_memory(char *s)
6485 {
6486         char *token;
6487
6488         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6489                 if (!*token)
6490                         continue;
6491                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6492                         cgroup_memory_nosocket = true;
6493                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6494                         cgroup_memory_nokmem = true;
6495         }
6496         return 0;
6497 }
6498 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6499
6500 /*
6501  * subsys_initcall() for memory controller.
6502  *
6503  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6504  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6505  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6506  * should be initialized from here.
6507  */
6508 static int __init mem_cgroup_init(void)
6509 {
6510         int cpu, node;
6511
6512 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6513         /*
6514          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6515          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6516          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6517          * destroyed simultaneously.
6518          */
6519         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6520         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6521 #endif
6522
6523         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6524                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6525
6526         for_each_possible_cpu(cpu)
6527                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6528                           drain_local_stock);
6529
6530         for_each_node(node) {
6531                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6532
6533                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6534                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6535
6536                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6537                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6538                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6539                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6540         }
6541
6542         return 0;
6543 }
6544 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6545
6546 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6547 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6548 {
6549         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6550                 /*
6551                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6552                  * always be >= 1.
6553                  */
6554                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6555                         VM_BUG_ON(1);
6556                         break;
6557                 }
6558                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6559                 if (!memcg)
6560                         memcg = root_mem_cgroup;
6561         }
6562         return memcg;
6563 }
6564
6565 /**
6566  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6567  * @page: page whose memsw charge to transfer
6568  * @entry: swap entry to move the charge to
6569  *
6570  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6571  */
6572 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6573 {
6574         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6575         unsigned int nr_entries;
6576         unsigned short oldid;
6577
6578         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6579         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6580
6581         if (!do_memsw_account())
6582                 return;
6583
6584         memcg = page->mem_cgroup;
6585
6586         /* Readahead page, never charged */
6587         if (!memcg)
6588                 return;
6589
6590         /*
6591          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6592          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6593          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6594          */
6595         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6596         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6597         /* Get references for the tail pages, too */
6598         if (nr_entries > 1)
6599                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6600         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6601                                    nr_entries);
6602         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6603         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6604
6605         page->mem_cgroup = NULL;
6606
6607         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6608                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6609
6610         if (memcg != swap_memcg) {
6611                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6612                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6613                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6614         }
6615
6616         /*
6617          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6618          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6619          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6620          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6621          */
6622         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6623         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6624                                      -nr_entries);
6625         memcg_check_events(memcg, page);
6626
6627         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6628                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6629 }
6630
6631 /**
6632  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6633  * @page: page being added to swap
6634  * @entry: swap entry to charge
6635  *
6636  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6637  *
6638  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6639  */
6640 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6641 {
6642         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6643         struct page_counter *counter;
6644         struct mem_cgroup *memcg;
6645         unsigned short oldid;
6646
6647         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6648                 return 0;
6649
6650         memcg = page->mem_cgroup;
6651
6652         /* Readahead page, never charged */
6653         if (!memcg)
6654                 return 0;
6655
6656         if (!entry.val) {
6657                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6658                 return 0;
6659         }
6660
6661         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6662
6663         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6664             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6665                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6666                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6667                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6668                 return -ENOMEM;
6669         }
6670
6671         /* Get references for the tail pages, too */
6672         if (nr_pages > 1)
6673                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6674         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6675         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6676         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6677
6678         return 0;
6679 }
6680
6681 /**
6682  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6683  * @entry: swap entry to uncharge
6684  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6685  */
6686 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6687 {
6688         struct mem_cgroup *memcg;
6689         unsigned short id;
6690
6691         if (!do_swap_account)
6692                 return;
6693
6694         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6695         rcu_read_lock();
6696         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6697         if (memcg) {
6698                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6699                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6700                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6701                         else
6702                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6703                 }
6704                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6705                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6706         }
6707         rcu_read_unlock();
6708 }
6709
6710 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6711 {
6712         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6713
6714         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6715                 return nr_swap_pages;
6716         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6717                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6718                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6719                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6720         return nr_swap_pages;
6721 }
6722
6723 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6724 {
6725         struct mem_cgroup *memcg;
6726
6727         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6728
6729         if (vm_swap_full())
6730                 return true;
6731         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6732                 return false;
6733
6734         memcg = page->mem_cgroup;
6735         if (!memcg)
6736                 return false;
6737
6738         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6739                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6740                         return true;
6741
6742         return false;
6743 }
6744
6745 /* for remember boot option*/
6746 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6747 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6748 #else
6749 static int really_do_swap_account __initdata;
6750 #endif
6751
6752 static int __init enable_swap_account(char *s)
6753 {
6754         if (!strcmp(s, "1"))
6755                 really_do_swap_account = 1;
6756         else if (!strcmp(s, "0"))
6757                 really_do_swap_account = 0;
6758         return 1;
6759 }
6760 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6761
6762 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6763                              struct cftype *cft)
6764 {
6765         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6766
6767         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6768 }
6769
6770 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6771 {
6772         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6773                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6774 }
6775
6776 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6777                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6778 {
6779         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6780         unsigned long max;
6781         int err;
6782
6783         buf = strstrip(buf);
6784         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6785         if (err)
6786                 return err;
6787
6788         xchg(&memcg->swap.max, max);
6789
6790         return nbytes;
6791 }
6792
6793 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6794 {
6795         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6796
6797         seq_printf(m, "max %lu\n",
6798                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6799         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6800                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6801
6802         return 0;
6803 }
6804
6805 static struct cftype swap_files[] = {
6806         {
6807                 .name = "swap.current",
6808                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6809                 .read_u64 = swap_current_read,
6810         },
6811         {
6812                 .name = "swap.max",
6813                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6814                 .seq_show = swap_max_show,
6815                 .write = swap_max_write,
6816         },
6817         {
6818                 .name = "swap.events",
6819                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6820                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6821                 .seq_show = swap_events_show,
6822         },
6823         { }     /* terminate */
6824 };
6825
6826 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6827         {
6828                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6829                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6830                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6831         },
6832         {
6833                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6834                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6835                 .write = mem_cgroup_reset,
6836                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6837         },
6838         {
6839                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6840                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6841                 .write = mem_cgroup_write,
6842                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6843         },
6844         {
6845                 .name = "memsw.failcnt",
6846                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6847                 .write = mem_cgroup_reset,
6848                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6849         },
6850         { },    /* terminate */
6851 };
6852
6853 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6854 {
6855         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6856                 do_swap_account = 1;
6857                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6858                                                swap_files));
6859                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6860                                                   memsw_cgroup_files));
6861         }
6862         return 0;
6863 }
6864 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6865
6866 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */