mm: free swap cache aggressively if memcg swap is full
[linux-2.6-block.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree_per_node {
141         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
142 };
143
144 struct mem_cgroup_tree {
145         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
146 };
147
148 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
149
150 /* for OOM */
151 struct mem_cgroup_eventfd_list {
152         struct list_head list;
153         struct eventfd_ctx *eventfd;
154 };
155
156 /*
157  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
158  */
159 struct mem_cgroup_event {
160         /*
161          * memcg which the event belongs to.
162          */
163         struct mem_cgroup *memcg;
164         /*
165          * eventfd to signal userspace about the event.
166          */
167         struct eventfd_ctx *eventfd;
168         /*
169          * Each of these stored in a list by the cgroup.
170          */
171         struct list_head list;
172         /*
173          * register_event() callback will be used to add new userspace
174          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
175          * on eventfd to send notification to userspace.
176          */
177         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
178                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
179         /*
180          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
181          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
182          * if you want provide notification functionality.
183          */
184         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
185                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
186         /*
187          * All fields below needed to unregister event when
188          * userspace closes eventfd.
189          */
190         poll_table pt;
191         wait_queue_head_t *wqh;
192         wait_queue_t wait;
193         struct work_struct remove;
194 };
195
196 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
197 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
198
199 /* Stuffs for move charges at task migration. */
200 /*
201  * Types of charges to be moved.
202  */
203 #define MOVE_ANON       0x1U
204 #define MOVE_FILE       0x2U
205 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
206
207 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
208 static struct move_charge_struct {
209         spinlock_t        lock; /* for from, to */
210         struct mem_cgroup *from;
211         struct mem_cgroup *to;
212         unsigned long flags;
213         unsigned long precharge;
214         unsigned long moved_charge;
215         unsigned long moved_swap;
216         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
217         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
218 } mc = {
219         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
220         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
221 };
222
223 /*
224  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
225  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
226  */
227 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
228 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
229
230 enum charge_type {
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
232         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
233         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
234         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
235         NR_CHARGE_TYPE,
236 };
237
238 /* for encoding cft->private value on file */
239 enum res_type {
240         _MEM,
241         _MEMSWAP,
242         _OOM_TYPE,
243         _KMEM,
244         _TCP,
245 };
246
247 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
248 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
249 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
250 /* Used for OOM nofiier */
251 #define OOM_CONTROL             (0)
252
253 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
254 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
255 {
256         if (!memcg)
257                 memcg = root_mem_cgroup;
258         return &memcg->vmpressure;
259 }
260
261 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
262 {
263         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
264 }
265
266 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
267 {
268         return (memcg == root_mem_cgroup);
269 }
270
271 /*
272  * We restrict the id in the range of [1, 65535], so it can fit into
273  * an unsigned short.
274  */
275 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       USHRT_MAX
276
277 static inline unsigned short mem_cgroup_id(struct mem_cgroup *memcg)
278 {
279         return memcg->css.id;
280 }
281
282 /*
283  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
284  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling
285  * css_tryget_online() if the mem_cgroup is used for charging. (dropping
286  * refcnt from swap can be called against removed memcg.)
287  */
288 static inline struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
289 {
290         struct cgroup_subsys_state *css;
291
292         css = css_from_id(id, &memory_cgrp_subsys);
293         return mem_cgroup_from_css(css);
294 }
295
296 #ifndef CONFIG_SLOB
297 /*
298  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
299  * The main reason for not using cgroup id for this:
300  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
301  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
302  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
303  *  200 entry array for that.
304  *
305  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
306  * will double each time we have to increase it.
307  */
308 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
309 int memcg_nr_cache_ids;
310
311 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
312 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
313
314 void memcg_get_cache_ids(void)
315 {
316         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
317 }
318
319 void memcg_put_cache_ids(void)
320 {
321         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
322 }
323
324 /*
325  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
326  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
327  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
328  * tunable, but that is strictly not necessary.
329  *
330  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
331  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
332  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
333  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
334  * increase ours as well if it increases.
335  */
336 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
337 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
338
339 /*
340  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
341  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
342  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
343  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
344  */
345 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
346 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
347
348 #endif /* !CONFIG_SLOB */
349
350 static struct mem_cgroup_per_zone *
351 mem_cgroup_zone_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
352 {
353         int nid = zone_to_nid(zone);
354         int zid = zone_idx(zone);
355
356         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
357 }
358
359 /**
360  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
361  * @page: page of interest
362  *
363  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
364  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
365  * until it is released.
366  *
367  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
368  * is returned.
369  *
370  * XXX: The above description of behavior on the default hierarchy isn't
371  * strictly true yet as replace_page_cache_page() can modify the
372  * association before @page is released even on the default hierarchy;
373  * however, the current and planned usages don't mix the the two functions
374  * and replace_page_cache_page() will soon be updated to make the invariant
375  * actually true.
376  */
377 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
378 {
379         struct mem_cgroup *memcg;
380
381         memcg = page->mem_cgroup;
382
383         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
384                 memcg = root_mem_cgroup;
385
386         return &memcg->css;
387 }
388
389 /**
390  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
391  * @page: the page
392  *
393  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
394  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
395  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
396  *
397  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
398  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
399  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
400  * do not care (such as procfs interfaces).
401  */
402 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
403 {
404         struct mem_cgroup *memcg;
405         unsigned long ino = 0;
406
407         rcu_read_lock();
408         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
409         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
410                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
411         if (memcg)
412                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
413         rcu_read_unlock();
414         return ino;
415 }
416
417 static struct mem_cgroup_per_zone *
418 mem_cgroup_page_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
419 {
420         int nid = page_to_nid(page);
421         int zid = page_zonenum(page);
422
423         return &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
424 }
425
426 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
427 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
428 {
429         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
430 }
431
432 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
433 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
434 {
435         int nid = page_to_nid(page);
436         int zid = page_zonenum(page);
437
438         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
439 }
440
441 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
442                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
443                                          unsigned long new_usage_in_excess)
444 {
445         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
446         struct rb_node *parent = NULL;
447         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
448
449         if (mz->on_tree)
450                 return;
451
452         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
453         if (!mz->usage_in_excess)
454                 return;
455         while (*p) {
456                 parent = *p;
457                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
458                                         tree_node);
459                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
460                         p = &(*p)->rb_left;
461                 /*
462                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
463                  * limit by the same amount
464                  */
465                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
466                         p = &(*p)->rb_right;
467         }
468         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
469         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
470         mz->on_tree = true;
471 }
472
473 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                          struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
475 {
476         if (!mz->on_tree)
477                 return;
478         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
479         mz->on_tree = false;
480 }
481
482 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
483                                        struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
484 {
485         unsigned long flags;
486
487         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
488         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
489         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
490 }
491
492 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
493 {
494         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
495         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
496         unsigned long excess = 0;
497
498         if (nr_pages > soft_limit)
499                 excess = nr_pages - soft_limit;
500
501         return excess;
502 }
503
504 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
505 {
506         unsigned long excess;
507         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
508         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
509
510         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
511         /*
512          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
513          * because their event counter is not touched.
514          */
515         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
516                 mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
517                 excess = soft_limit_excess(memcg);
518                 /*
519                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
520                  * mem is over its softlimit.
521                  */
522                 if (excess || mz->on_tree) {
523                         unsigned long flags;
524
525                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
526                         /* if on-tree, remove it */
527                         if (mz->on_tree)
528                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
529                         /*
530                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
531                          * If excess is 0, no tree ops.
532                          */
533                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
534                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
535                 }
536         }
537 }
538
539 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
540 {
541         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
542         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
543         int nid, zid;
544
545         for_each_node(nid) {
546                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
547                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
548                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(nid, zid);
549                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
550                 }
551         }
552 }
553
554 static struct mem_cgroup_per_zone *
555 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
556 {
557         struct rb_node *rightmost = NULL;
558         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
559
560 retry:
561         mz = NULL;
562         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
563         if (!rightmost)
564                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
565
566         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
567         /*
568          * Remove the node now but someone else can add it back,
569          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
570          * position in the tree.
571          */
572         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
574             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
575                 goto retry;
576 done:
577         return mz;
578 }
579
580 static struct mem_cgroup_per_zone *
581 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
582 {
583         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
584
585         spin_lock_irq(&mctz->lock);
586         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
587         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
588         return mz;
589 }
590
591 /*
592  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
593  *
594  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
595  *
596  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
597  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
598  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
599  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
600  *
601  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
602  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
603  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
604  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
605  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
606  *
607  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
608  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
609  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
610  * implemented.
611  */
612 static unsigned long
613 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
614 {
615         long val = 0;
616         int cpu;
617
618         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
619         for_each_possible_cpu(cpu)
620                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
621         /*
622          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
623          * transient negative values.
624          */
625         if (val < 0)
626                 val = 0;
627         return val;
628 }
629
630 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
631                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
632 {
633         unsigned long val = 0;
634         int cpu;
635
636         for_each_possible_cpu(cpu)
637                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
638         return val;
639 }
640
641 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
642                                          struct page *page,
643                                          bool compound, int nr_pages)
644 {
645         /*
646          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
647          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
648          */
649         if (PageAnon(page))
650                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
651                                 nr_pages);
652         else
653                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
654                                 nr_pages);
655
656         if (compound) {
657                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
658                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
659                                 nr_pages);
660         }
661
662         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
663         if (nr_pages > 0)
664                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
665         else {
666                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
667                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
668         }
669
670         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
671 }
672
673 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
674                                                   int nid,
675                                                   unsigned int lru_mask)
676 {
677         unsigned long nr = 0;
678         int zid;
679
680         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
681
682         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
683                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
684                 enum lru_list lru;
685
686                 for_each_lru(lru) {
687                         if (!(BIT(lru) & lru_mask))
688                                 continue;
689                         mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
690                         nr += mz->lru_size[lru];
691                 }
692         }
693         return nr;
694 }
695
696 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
697                         unsigned int lru_mask)
698 {
699         unsigned long nr = 0;
700         int nid;
701
702         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
703                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
704         return nr;
705 }
706
707 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
708                                        enum mem_cgroup_events_target target)
709 {
710         unsigned long val, next;
711
712         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
713         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
714         /* from time_after() in jiffies.h */
715         if ((long)next - (long)val < 0) {
716                 switch (target) {
717                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
718                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
719                         break;
720                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
721                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
722                         break;
723                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
724                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
725                         break;
726                 default:
727                         break;
728                 }
729                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
730                 return true;
731         }
732         return false;
733 }
734
735 /*
736  * Check events in order.
737  *
738  */
739 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
740 {
741         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
742         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
743                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
744                 bool do_softlimit;
745                 bool do_numainfo __maybe_unused;
746
747                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
748                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
749 #if MAX_NUMNODES > 1
750                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
751                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
752 #endif
753                 mem_cgroup_threshold(memcg);
754                 if (unlikely(do_softlimit))
755                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
756 #if MAX_NUMNODES > 1
757                 if (unlikely(do_numainfo))
758                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
759 #endif
760         }
761 }
762
763 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
764 {
765         /*
766          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
767          * if it races with swapoff, page migration, etc.
768          * So this can be called with p == NULL.
769          */
770         if (unlikely(!p))
771                 return NULL;
772
773         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
776
777 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
778 {
779         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
780
781         rcu_read_lock();
782         do {
783                 /*
784                  * Page cache insertions can happen withou an
785                  * actual mm context, e.g. during disk probing
786                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
787                  */
788                 if (unlikely(!mm))
789                         memcg = root_mem_cgroup;
790                 else {
791                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
792                         if (unlikely(!memcg))
793                                 memcg = root_mem_cgroup;
794                 }
795         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
796         rcu_read_unlock();
797         return memcg;
798 }
799
800 /**
801  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
802  * @root: hierarchy root
803  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
804  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
805  *
806  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
807  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
808  *
809  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
810  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
811  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
812  *
813  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
814  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
815  * reclaimers operating on the same zone and priority.
816  */
817 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
818                                    struct mem_cgroup *prev,
819                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
820 {
821         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
822         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824         struct mem_cgroup *pos = NULL;
825
826         if (mem_cgroup_disabled())
827                 return NULL;
828
829         if (!root)
830                 root = root_mem_cgroup;
831
832         if (prev && !reclaim)
833                 pos = prev;
834
835         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
836                 if (prev)
837                         goto out;
838                 return root;
839         }
840
841         rcu_read_lock();
842
843         if (reclaim) {
844                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
845
846                 mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(root, reclaim->zone);
847                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
848
849                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
850                         goto out_unlock;
851
852                 while (1) {
853                         pos = READ_ONCE(iter->position);
854                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
855                                 break;
856                         /*
857                          * css reference reached zero, so iter->position will
858                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
859                          * rely on this happening soon, because ->css_released
860                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
861                          * might block it. So we clear iter->position right
862                          * away.
863                          */
864                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
865                 }
866         }
867
868         if (pos)
869                 css = &pos->css;
870
871         for (;;) {
872                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
873                 if (!css) {
874                         /*
875                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
876                          * new one might jump in right at the end of
877                          * the hierarchy - make sure they see at least
878                          * one group and restart from the beginning.
879                          */
880                         if (!prev)
881                                 continue;
882                         break;
883                 }
884
885                 /*
886                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
887                  * is provided by the caller, so we know it's alive
888                  * and kicking, and don't take an extra reference.
889                  */
890                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
891
892                 if (css == &root->css)
893                         break;
894
895                 if (css_tryget(css))
896                         break;
897
898                 memcg = NULL;
899         }
900
901         if (reclaim) {
902                 /*
903                  * The position could have already been updated by a competing
904                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
905                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
906                  */
907                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
908
909                 if (pos)
910                         css_put(&pos->css);
911
912                 if (!memcg)
913                         iter->generation++;
914                 else if (!prev)
915                         reclaim->generation = iter->generation;
916         }
917
918 out_unlock:
919         rcu_read_unlock();
920 out:
921         if (prev && prev != root)
922                 css_put(&prev->css);
923
924         return memcg;
925 }
926
927 /**
928  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
929  * @root: hierarchy root
930  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
931  */
932 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
933                            struct mem_cgroup *prev)
934 {
935         if (!root)
936                 root = root_mem_cgroup;
937         if (prev && prev != root)
938                 css_put(&prev->css);
939 }
940
941 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
942 {
943         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
944         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
945         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
946         int nid, zid;
947         int i;
948
949         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
950                 for_each_node(nid) {
951                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
952                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
953                                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
954                                         iter = &mz->iter[i];
955                                         cmpxchg(&iter->position,
956                                                 dead_memcg, NULL);
957                                 }
958                         }
959                 }
960         }
961 }
962
963 /*
964  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
965  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
966  * be used for reference counting.
967  */
968 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
969         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
970              iter != NULL;                              \
971              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
972
973 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
974         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
975              iter != NULL;                              \
976              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
977
978 /**
979  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
980  * @zone: zone of the wanted lruvec
981  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
982  *
983  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
984  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
985  * is disabled.
986  */
987 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
988                                       struct mem_cgroup *memcg)
989 {
990         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
991         struct lruvec *lruvec;
992
993         if (mem_cgroup_disabled()) {
994                 lruvec = &zone->lruvec;
995                 goto out;
996         }
997
998         mz = mem_cgroup_zone_zoneinfo(memcg, zone);
999         lruvec = &mz->lruvec;
1000 out:
1001         /*
1002          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1003          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1004          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1005          */
1006         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1007                 lruvec->zone = zone;
1008         return lruvec;
1009 }
1010
1011 /**
1012  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1013  * @page: the page
1014  * @zone: zone of the page
1015  *
1016  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1017  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1018  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1019  */
1020 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1021 {
1022         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1023         struct mem_cgroup *memcg;
1024         struct lruvec *lruvec;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled()) {
1027                 lruvec = &zone->lruvec;
1028                 goto out;
1029         }
1030
1031         memcg = page->mem_cgroup;
1032         /*
1033          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1034          * possibly migrated - before they are charged.
1035          */
1036         if (!memcg)
1037                 memcg = root_mem_cgroup;
1038
1039         mz = mem_cgroup_page_zoneinfo(memcg, page);
1040         lruvec = &mz->lruvec;
1041 out:
1042         /*
1043          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1044          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1045          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1046          */
1047         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1048                 lruvec->zone = zone;
1049         return lruvec;
1050 }
1051
1052 /**
1053  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1054  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1055  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1056  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1057  *
1058  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1059  * lru list.
1060  */
1061 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1062                                 int nr_pages)
1063 {
1064         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1065         unsigned long *lru_size;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return;
1069
1070         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1071         lru_size = mz->lru_size + lru;
1072         *lru_size += nr_pages;
1073         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1074 }
1075
1076 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1077 {
1078         struct mem_cgroup *task_memcg;
1079         struct task_struct *p;
1080         bool ret;
1081
1082         p = find_lock_task_mm(task);
1083         if (p) {
1084                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1085                 task_unlock(p);
1086         } else {
1087                 /*
1088                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1089                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1090                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1091                  */
1092                 rcu_read_lock();
1093                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1094                 css_get(&task_memcg->css);
1095                 rcu_read_unlock();
1096         }
1097         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1098         css_put(&task_memcg->css);
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1104  * @memcg: the memory cgroup
1105  *
1106  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1107  * pages.
1108  */
1109 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1110 {
1111         unsigned long margin = 0;
1112         unsigned long count;
1113         unsigned long limit;
1114
1115         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1116         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1117         if (count < limit)
1118                 margin = limit - count;
1119
1120         if (do_memsw_account()) {
1121                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1122                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1123                 if (count <= limit)
1124                         margin = min(margin, limit - count);
1125         }
1126
1127         return margin;
1128 }
1129
1130 /*
1131  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1132  *
1133  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1134  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1135  * caused by "move".
1136  */
1137 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1138 {
1139         struct mem_cgroup *from;
1140         struct mem_cgroup *to;
1141         bool ret = false;
1142         /*
1143          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1144          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1145          */
1146         spin_lock(&mc.lock);
1147         from = mc.from;
1148         to = mc.to;
1149         if (!from)
1150                 goto unlock;
1151
1152         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1153                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1154 unlock:
1155         spin_unlock(&mc.lock);
1156         return ret;
1157 }
1158
1159 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1160 {
1161         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1162                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1163                         DEFINE_WAIT(wait);
1164                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1165                         /* moving charge context might have finished. */
1166                         if (mc.moving_task)
1167                                 schedule();
1168                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1169                         return true;
1170                 }
1171         }
1172         return false;
1173 }
1174
1175 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1176 /**
1177  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1178  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1179  * @p: Task that is going to be killed
1180  *
1181  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1182  * enabled
1183  */
1184 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1185 {
1186         /* oom_info_lock ensures that parallel ooms do not interleave */
1187         static DEFINE_MUTEX(oom_info_lock);
1188         struct mem_cgroup *iter;
1189         unsigned int i;
1190
1191         mutex_lock(&oom_info_lock);
1192         rcu_read_lock();
1193
1194         if (p) {
1195                 pr_info("Task in ");
1196                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1197                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1198         } else {
1199                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1200         }
1201
1202         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1203         pr_cont("\n");
1204
1205         rcu_read_unlock();
1206
1207         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1208                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1209                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1210         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1211                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1212                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1213         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1214                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1215                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1216
1217         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1218                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1219                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1220                 pr_cont(":");
1221
1222                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1223                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1224                                 continue;
1225                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1226                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1227                 }
1228
1229                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1230                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1231                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1232
1233                 pr_cont("\n");
1234         }
1235         mutex_unlock(&oom_info_lock);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1240  * 1(self count) if no children.
1241  */
1242 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1243 {
1244         int num = 0;
1245         struct mem_cgroup *iter;
1246
1247         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1248                 num++;
1249         return num;
1250 }
1251
1252 /*
1253  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1254  */
1255 static unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1256 {
1257         unsigned long limit;
1258
1259         limit = memcg->memory.limit;
1260         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1261                 unsigned long memsw_limit;
1262                 unsigned long swap_limit;
1263
1264                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1265                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1266                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1267                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1268         }
1269         return limit;
1270 }
1271
1272 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1273                                      int order)
1274 {
1275         struct oom_control oc = {
1276                 .zonelist = NULL,
1277                 .nodemask = NULL,
1278                 .gfp_mask = gfp_mask,
1279                 .order = order,
1280         };
1281         struct mem_cgroup *iter;
1282         unsigned long chosen_points = 0;
1283         unsigned long totalpages;
1284         unsigned int points = 0;
1285         struct task_struct *chosen = NULL;
1286
1287         mutex_lock(&oom_lock);
1288
1289         /*
1290          * If current has a pending SIGKILL or is exiting, then automatically
1291          * select it.  The goal is to allow it to allocate so that it may
1292          * quickly exit and free its memory.
1293          */
1294         if (fatal_signal_pending(current) || task_will_free_mem(current)) {
1295                 mark_oom_victim(current);
1296                 goto unlock;
1297         }
1298
1299         check_panic_on_oom(&oc, CONSTRAINT_MEMCG, memcg);
1300         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) ? : 1;
1301         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1302                 struct css_task_iter it;
1303                 struct task_struct *task;
1304
1305                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
1306                 while ((task = css_task_iter_next(&it))) {
1307                         switch (oom_scan_process_thread(&oc, task, totalpages)) {
1308                         case OOM_SCAN_SELECT:
1309                                 if (chosen)
1310                                         put_task_struct(chosen);
1311                                 chosen = task;
1312                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1313                                 get_task_struct(chosen);
1314                                 /* fall through */
1315                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1316                                 continue;
1317                         case OOM_SCAN_ABORT:
1318                                 css_task_iter_end(&it);
1319                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1320                                 if (chosen)
1321                                         put_task_struct(chosen);
1322                                 goto unlock;
1323                         case OOM_SCAN_OK:
1324                                 break;
1325                         };
1326                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1327                         if (!points || points < chosen_points)
1328                                 continue;
1329                         /* Prefer thread group leaders for display purposes */
1330                         if (points == chosen_points &&
1331                             thread_group_leader(chosen))
1332                                 continue;
1333
1334                         if (chosen)
1335                                 put_task_struct(chosen);
1336                         chosen = task;
1337                         chosen_points = points;
1338                         get_task_struct(chosen);
1339                 }
1340                 css_task_iter_end(&it);
1341         }
1342
1343         if (chosen) {
1344                 points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1345                 oom_kill_process(&oc, chosen, points, totalpages, memcg,
1346                                  "Memory cgroup out of memory");
1347         }
1348 unlock:
1349         mutex_unlock(&oom_lock);
1350 }
1351
1352 #if MAX_NUMNODES > 1
1353
1354 /**
1355  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1356  * @memcg: the target memcg
1357  * @nid: the node ID to be checked.
1358  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1359  *
1360  * This function returns whether the specified memcg contains any
1361  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1362  * pages in the node.
1363  */
1364 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1365                 int nid, bool noswap)
1366 {
1367         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1368                 return true;
1369         if (noswap || !total_swap_pages)
1370                 return false;
1371         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1372                 return true;
1373         return false;
1374
1375 }
1376
1377 /*
1378  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1379  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1380  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1381  *
1382  */
1383 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1384 {
1385         int nid;
1386         /*
1387          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1388          * pagein/pageout changes since the last update.
1389          */
1390         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1391                 return;
1392         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1393                 return;
1394
1395         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1396         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1397
1398         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1399
1400                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1401                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1402         }
1403
1404         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1405         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1410  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1411  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1412  *
1413  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1414  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1415  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1416  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1417  *
1418  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1419  */
1420 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1421 {
1422         int node;
1423
1424         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1425         node = memcg->last_scanned_node;
1426
1427         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1428         if (node == MAX_NUMNODES)
1429                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1430         /*
1431          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1432          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1433          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1434          * we use curret node.
1435          */
1436         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1437                 node = numa_node_id();
1438
1439         memcg->last_scanned_node = node;
1440         return node;
1441 }
1442 #else
1443 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1444 {
1445         return 0;
1446 }
1447 #endif
1448
1449 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1450                                    struct zone *zone,
1451                                    gfp_t gfp_mask,
1452                                    unsigned long *total_scanned)
1453 {
1454         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1455         int total = 0;
1456         int loop = 0;
1457         unsigned long excess;
1458         unsigned long nr_scanned;
1459         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1460                 .zone = zone,
1461                 .priority = 0,
1462         };
1463
1464         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1465
1466         while (1) {
1467                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1468                 if (!victim) {
1469                         loop++;
1470                         if (loop >= 2) {
1471                                 /*
1472                                  * If we have not been able to reclaim
1473                                  * anything, it might because there are
1474                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1475                                  */
1476                                 if (!total)
1477                                         break;
1478                                 /*
1479                                  * We want to do more targeted reclaim.
1480                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1481                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1482                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1483                                  */
1484                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1485                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1486                                         break;
1487                         }
1488                         continue;
1489                 }
1490                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1491                                                      zone, &nr_scanned);
1492                 *total_scanned += nr_scanned;
1493                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1494                         break;
1495         }
1496         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1497         return total;
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1501 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1502         .name = "memcg_oom_lock",
1503 };
1504 #endif
1505
1506 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1507
1508 /*
1509  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1510  * If someone is running, return false.
1511  */
1512 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1513 {
1514         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1515
1516         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1517
1518         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1519                 if (iter->oom_lock) {
1520                         /*
1521                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1522                          * so we cannot give a lock.
1523                          */
1524                         failed = iter;
1525                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1526                         break;
1527                 } else
1528                         iter->oom_lock = true;
1529         }
1530
1531         if (failed) {
1532                 /*
1533                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1534                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1535                  */
1536                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1537                         if (iter == failed) {
1538                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1539                                 break;
1540                         }
1541                         iter->oom_lock = false;
1542                 }
1543         } else
1544                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1545
1546         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1547
1548         return !failed;
1549 }
1550
1551 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1552 {
1553         struct mem_cgroup *iter;
1554
1555         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1556         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1557         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1558                 iter->oom_lock = false;
1559         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1560 }
1561
1562 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1563 {
1564         struct mem_cgroup *iter;
1565
1566         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1567         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1568                 iter->under_oom++;
1569         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1570 }
1571
1572 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1573 {
1574         struct mem_cgroup *iter;
1575
1576         /*
1577          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1578          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1579          */
1580         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1581         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1582                 if (iter->under_oom > 0)
1583                         iter->under_oom--;
1584         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1585 }
1586
1587 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1588
1589 struct oom_wait_info {
1590         struct mem_cgroup *memcg;
1591         wait_queue_t    wait;
1592 };
1593
1594 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1595         unsigned mode, int sync, void *arg)
1596 {
1597         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1598         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1599         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1600
1601         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1602         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1603
1604         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1605             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1606                 return 0;
1607         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1608 }
1609
1610 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1611 {
1612         /*
1613          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1614          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1615          * this function is called as a result of userland actions
1616          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1617          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1618          * triggering notification.
1619          */
1620         if (memcg && memcg->under_oom)
1621                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1622 }
1623
1624 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1625 {
1626         if (!current->memcg_may_oom)
1627                 return;
1628         /*
1629          * We are in the middle of the charge context here, so we
1630          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1631          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1632          *
1633          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1634          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1635          * invocation might not even be necessary.
1636          *
1637          * That's why we don't do anything here except remember the
1638          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1639          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1640          * and when we know whether the fault was overall successful.
1641          */
1642         css_get(&memcg->css);
1643         current->memcg_in_oom = memcg;
1644         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1645         current->memcg_oom_order = order;
1646 }
1647
1648 /**
1649  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1650  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1651  *
1652  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1653  * handler was enabled.
1654  *
1655  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1656  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1657  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1658  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1659  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1660  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1661  *
1662  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1663  * completed, %false otherwise.
1664  */
1665 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1666 {
1667         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1668         struct oom_wait_info owait;
1669         bool locked;
1670
1671         /* OOM is global, do not handle */
1672         if (!memcg)
1673                 return false;
1674
1675         if (!handle || oom_killer_disabled)
1676                 goto cleanup;
1677
1678         owait.memcg = memcg;
1679         owait.wait.flags = 0;
1680         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1681         owait.wait.private = current;
1682         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1683
1684         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1685         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1686
1687         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1688
1689         if (locked)
1690                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1691
1692         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1693                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1694                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1695                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1696                                          current->memcg_oom_order);
1697         } else {
1698                 schedule();
1699                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1700                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1701         }
1702
1703         if (locked) {
1704                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1705                 /*
1706                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1707                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1708                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1709                  */
1710                 memcg_oom_recover(memcg);
1711         }
1712 cleanup:
1713         current->memcg_in_oom = NULL;
1714         css_put(&memcg->css);
1715         return true;
1716 }
1717
1718 /**
1719  * mem_cgroup_begin_page_stat - begin a page state statistics transaction
1720  * @page: page that is going to change accounted state
1721  *
1722  * This function must mark the beginning of an accounted page state
1723  * change to prevent double accounting when the page is concurrently
1724  * being moved to another memcg:
1725  *
1726  *   memcg = mem_cgroup_begin_page_stat(page);
1727  *   if (TestClearPageState(page))
1728  *     mem_cgroup_update_page_stat(memcg, state, -1);
1729  *   mem_cgroup_end_page_stat(memcg);
1730  */
1731 struct mem_cgroup *mem_cgroup_begin_page_stat(struct page *page)
1732 {
1733         struct mem_cgroup *memcg;
1734         unsigned long flags;
1735
1736         /*
1737          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1738          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1739          * because page moving starts with an RCU grace period.
1740          *
1741          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1742          * the page state that is going to change is the only thing
1743          * preventing the page from being uncharged.
1744          * E.g. end-writeback clearing PageWriteback(), which allows
1745          * migration to go ahead and uncharge the page before the
1746          * account transaction might be complete.
1747          */
1748         rcu_read_lock();
1749
1750         if (mem_cgroup_disabled())
1751                 return NULL;
1752 again:
1753         memcg = page->mem_cgroup;
1754         if (unlikely(!memcg))
1755                 return NULL;
1756
1757         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1758                 return memcg;
1759
1760         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1761         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1762                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1763                 goto again;
1764         }
1765
1766         /*
1767          * When charge migration first begins, we can have locked and
1768          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1769          * the task who has the lock for mem_cgroup_end_page_stat().
1770          */
1771         memcg->move_lock_task = current;
1772         memcg->move_lock_flags = flags;
1773
1774         return memcg;
1775 }
1776 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_begin_page_stat);
1777
1778 /**
1779  * mem_cgroup_end_page_stat - finish a page state statistics transaction
1780  * @memcg: the memcg that was accounted against
1781  */
1782 void mem_cgroup_end_page_stat(struct mem_cgroup *memcg)
1783 {
1784         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1785                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1786
1787                 memcg->move_lock_task = NULL;
1788                 memcg->move_lock_flags = 0;
1789
1790                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1791         }
1792
1793         rcu_read_unlock();
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_end_page_stat);
1796
1797 /*
1798  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1799  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1800  */
1801 #define CHARGE_BATCH    32U
1802 struct memcg_stock_pcp {
1803         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1804         unsigned int nr_pages;
1805         struct work_struct work;
1806         unsigned long flags;
1807 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1808 };
1809 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1810 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1811
1812 /**
1813  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1814  * @memcg: memcg to consume from.
1815  * @nr_pages: how many pages to charge.
1816  *
1817  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1818  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1819  * service an allocation will refill the stock.
1820  *
1821  * returns true if successful, false otherwise.
1822  */
1823 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1824 {
1825         struct memcg_stock_pcp *stock;
1826         bool ret = false;
1827
1828         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1829                 return ret;
1830
1831         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1832         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1833                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1834                 ret = true;
1835         }
1836         put_cpu_var(memcg_stock);
1837         return ret;
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1842  */
1843 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1844 {
1845         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1846
1847         if (stock->nr_pages) {
1848                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1849                 if (do_memsw_account())
1850                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1851                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1852                 stock->nr_pages = 0;
1853         }
1854         stock->cached = NULL;
1855 }
1856
1857 /*
1858  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1859  * a thread which is pinned to local cpu.
1860  */
1861 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1862 {
1863         struct memcg_stock_pcp *stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1864         drain_stock(stock);
1865         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1866 }
1867
1868 /*
1869  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1870  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1871  */
1872 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1873 {
1874         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1875
1876         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1877                 drain_stock(stock);
1878                 stock->cached = memcg;
1879         }
1880         stock->nr_pages += nr_pages;
1881         put_cpu_var(memcg_stock);
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1886  * of the hierarchy under it.
1887  */
1888 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1889 {
1890         int cpu, curcpu;
1891
1892         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1893         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1894                 return;
1895         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1896         get_online_cpus();
1897         curcpu = get_cpu();
1898         for_each_online_cpu(cpu) {
1899                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1900                 struct mem_cgroup *memcg;
1901
1902                 memcg = stock->cached;
1903                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1904                         continue;
1905                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1906                         continue;
1907                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1908                         if (cpu == curcpu)
1909                                 drain_local_stock(&stock->work);
1910                         else
1911                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1912                 }
1913         }
1914         put_cpu();
1915         put_online_cpus();
1916         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1917 }
1918
1919 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1920                                         unsigned long action,
1921                                         void *hcpu)
1922 {
1923         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1924         struct memcg_stock_pcp *stock;
1925
1926         if (action == CPU_ONLINE)
1927                 return NOTIFY_OK;
1928
1929         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1930                 return NOTIFY_OK;
1931
1932         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1933         drain_stock(stock);
1934         return NOTIFY_OK;
1935 }
1936
1937 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1938                          unsigned int nr_pages,
1939                          gfp_t gfp_mask)
1940 {
1941         do {
1942                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1943                         continue;
1944                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1945                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1946         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1947 }
1948
1949 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1950 {
1951         struct mem_cgroup *memcg;
1952
1953         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1954         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1955 }
1956
1957 /*
1958  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1959  * and reclaims memory over the high limit.
1960  */
1961 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1962 {
1963         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1964         struct mem_cgroup *memcg;
1965
1966         if (likely(!nr_pages))
1967                 return;
1968
1969         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1970         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1971         css_put(&memcg->css);
1972         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1973 }
1974
1975 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1976                       unsigned int nr_pages)
1977 {
1978         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1979         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1980         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1981         struct page_counter *counter;
1982         unsigned long nr_reclaimed;
1983         bool may_swap = true;
1984         bool drained = false;
1985
1986         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1987                 return 0;
1988 retry:
1989         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1990                 return 0;
1991
1992         if (!do_memsw_account() ||
1993             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1994                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1995                         goto done_restock;
1996                 if (do_memsw_account())
1997                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1998                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1999         } else {
2000                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2001                 may_swap = false;
2002         }
2003
2004         if (batch > nr_pages) {
2005                 batch = nr_pages;
2006                 goto retry;
2007         }
2008
2009         /*
2010          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2011          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2012          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2013          * free their memory.
2014          */
2015         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
2016                      fatal_signal_pending(current) ||
2017                      current->flags & PF_EXITING))
2018                 goto force;
2019
2020         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2021                 goto nomem;
2022
2023         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2024                 goto nomem;
2025
2026         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
2027
2028         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2029                                                     gfp_mask, may_swap);
2030
2031         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2032                 goto retry;
2033
2034         if (!drained) {
2035                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2036                 drained = true;
2037                 goto retry;
2038         }
2039
2040         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2041                 goto nomem;
2042         /*
2043          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2044          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2045          * before killing the task.
2046          *
2047          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2048          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2049          * to regular pages anyway in case of failure.
2050          */
2051         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2052                 goto retry;
2053         /*
2054          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2055          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2056          */
2057         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2058                 goto retry;
2059
2060         if (nr_retries--)
2061                 goto retry;
2062
2063         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2064                 goto force;
2065
2066         if (fatal_signal_pending(current))
2067                 goto force;
2068
2069         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2070
2071         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2072                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2073 nomem:
2074         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2075                 return -ENOMEM;
2076 force:
2077         /*
2078          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2079          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2080          * temporarily by force charging it.
2081          */
2082         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2083         if (do_memsw_account())
2084                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2085         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2086
2087         return 0;
2088
2089 done_restock:
2090         css_get_many(&memcg->css, batch);
2091         if (batch > nr_pages)
2092                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2093
2094         /*
2095          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2096          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2097          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2098          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2099          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2100          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2101          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2102          */
2103         do {
2104                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2105                         /* Don't bother a random interrupted task */
2106                         if (in_interrupt()) {
2107                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2108                                 break;
2109                         }
2110                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2111                         set_notify_resume(current);
2112                         break;
2113                 }
2114         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2115
2116         return 0;
2117 }
2118
2119 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2120 {
2121         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2122                 return;
2123
2124         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2125         if (do_memsw_account())
2126                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2127
2128         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2129 }
2130
2131 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2132 {
2133         struct zone *zone = page_zone(page);
2134
2135         spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2136         if (PageLRU(page)) {
2137                 struct lruvec *lruvec;
2138
2139                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2140                 ClearPageLRU(page);
2141                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2142                 *isolated = 1;
2143         } else
2144                 *isolated = 0;
2145 }
2146
2147 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2148 {
2149         struct zone *zone = page_zone(page);
2150
2151         if (isolated) {
2152                 struct lruvec *lruvec;
2153
2154                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone);
2155                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2156                 SetPageLRU(page);
2157                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2158         }
2159         spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2160 }
2161
2162 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2163                           bool lrucare)
2164 {
2165         int isolated;
2166
2167         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2168
2169         /*
2170          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2171          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2172          */
2173         if (lrucare)
2174                 lock_page_lru(page, &isolated);
2175
2176         /*
2177          * Nobody should be changing or seriously looking at
2178          * page->mem_cgroup at this point:
2179          *
2180          * - the page is uncharged
2181          *
2182          * - the page is off-LRU
2183          *
2184          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2185          *   a locked page table
2186          *
2187          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2188          *   have the page locked
2189          */
2190         page->mem_cgroup = memcg;
2191
2192         if (lrucare)
2193                 unlock_page_lru(page, isolated);
2194 }
2195
2196 #ifndef CONFIG_SLOB
2197 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2198 {
2199         int id, size;
2200         int err;
2201
2202         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2203                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2204         if (id < 0)
2205                 return id;
2206
2207         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2208                 return id;
2209
2210         /*
2211          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2212          * so we have to grow them.
2213          */
2214         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2215
2216         size = 2 * (id + 1);
2217         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2218                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2219         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2220                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2221
2222         err = memcg_update_all_caches(size);
2223         if (!err)
2224                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2225         if (!err)
2226                 memcg_nr_cache_ids = size;
2227
2228         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2229
2230         if (err) {
2231                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2232                 return err;
2233         }
2234         return id;
2235 }
2236
2237 static void memcg_free_cache_id(int id)
2238 {
2239         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2240 }
2241
2242 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2243         struct mem_cgroup *memcg;
2244         struct kmem_cache *cachep;
2245         struct work_struct work;
2246 };
2247
2248 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2249 {
2250         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2251                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2252         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2253         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2254
2255         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2256
2257         css_put(&memcg->css);
2258         kfree(cw);
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2263  */
2264 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2265                                                struct kmem_cache *cachep)
2266 {
2267         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2268
2269         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2270         if (!cw)
2271                 return;
2272
2273         css_get(&memcg->css);
2274
2275         cw->memcg = memcg;
2276         cw->cachep = cachep;
2277         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2278
2279         schedule_work(&cw->work);
2280 }
2281
2282 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2283                                              struct kmem_cache *cachep)
2284 {
2285         /*
2286          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2287          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2288          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2289          *
2290          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2291          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2292          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2293          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2294          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2295          */
2296         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2297         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2298         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2303  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2304  *
2305  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
2306  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
2307  * in a workqueue.
2308  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
2309  * the original cache.
2310  *
2311  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
2312  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
2313  */
2314 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep, gfp_t gfp)
2315 {
2316         struct mem_cgroup *memcg;
2317         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2318         int kmemcg_id;
2319
2320         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2321
2322         if (cachep->flags & SLAB_ACCOUNT)
2323                 gfp |= __GFP_ACCOUNT;
2324
2325         if (!(gfp & __GFP_ACCOUNT))
2326                 return cachep;
2327
2328         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2329                 return cachep;
2330
2331         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2332         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2333         if (kmemcg_id < 0)
2334                 goto out;
2335
2336         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2337         if (likely(memcg_cachep))
2338                 return memcg_cachep;
2339
2340         /*
2341          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2342          * context), we could be be predictable and return right away.
2343          * This would guarantee that the allocation being performed
2344          * already belongs in the new cache.
2345          *
2346          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2347          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2348          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2349          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2350          * defer everything.
2351          */
2352         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2353 out:
2354         css_put(&memcg->css);
2355         return cachep;
2356 }
2357
2358 void __memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2359 {
2360         if (!is_root_cache(cachep))
2361                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2362 }
2363
2364 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2365                               struct mem_cgroup *memcg)
2366 {
2367         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2368         struct page_counter *counter;
2369         int ret;
2370
2371         if (!memcg_kmem_online(memcg))
2372                 return 0;
2373
2374         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2375         if (ret)
2376                 return ret;
2377
2378         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2379             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2380                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2381                 return -ENOMEM;
2382         }
2383
2384         page->mem_cgroup = memcg;
2385
2386         return 0;
2387 }
2388
2389 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2390 {
2391         struct mem_cgroup *memcg;
2392         int ret;
2393
2394         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2395         ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2396         css_put(&memcg->css);
2397         return ret;
2398 }
2399
2400 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2401 {
2402         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2403         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2404
2405         if (!memcg)
2406                 return;
2407
2408         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2409
2410         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2411                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2412
2413         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2414         if (do_memsw_account())
2415                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2416
2417         page->mem_cgroup = NULL;
2418         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2419 }
2420 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2421
2422 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2423
2424 /*
2425  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2426  * zone->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2427  */
2428 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2429 {
2430         int i;
2431
2432         if (mem_cgroup_disabled())
2433                 return;
2434
2435         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2436                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2437
2438         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2439                        HPAGE_PMD_NR);
2440 }
2441 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2442
2443 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2444 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2445                                          bool charge)
2446 {
2447         int val = (charge) ? 1 : -1;
2448         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2449 }
2450
2451 /**
2452  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2453  * @entry: swap entry to be moved
2454  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2455  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2456  *
2457  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2458  * as the mem_cgroup's id of @from.
2459  *
2460  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2461  *
2462  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2463  * both res and memsw, and called css_get().
2464  */
2465 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2466                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2467 {
2468         unsigned short old_id, new_id;
2469
2470         old_id = mem_cgroup_id(from);
2471         new_id = mem_cgroup_id(to);
2472
2473         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2474                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2475                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2476                 return 0;
2477         }
2478         return -EINVAL;
2479 }
2480 #else
2481 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2482                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2483 {
2484         return -EINVAL;
2485 }
2486 #endif
2487
2488 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2489
2490 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2491                                    unsigned long limit)
2492 {
2493         unsigned long curusage;
2494         unsigned long oldusage;
2495         bool enlarge = false;
2496         int retry_count;
2497         int ret;
2498
2499         /*
2500          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2501          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2502          * of # of children which we should visit in this loop.
2503          */
2504         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2505                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2506
2507         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2508
2509         do {
2510                 if (signal_pending(current)) {
2511                         ret = -EINTR;
2512                         break;
2513                 }
2514
2515                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2516                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2517                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2518                         ret = -EINVAL;
2519                         break;
2520                 }
2521                 if (limit > memcg->memory.limit)
2522                         enlarge = true;
2523                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2524                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2525
2526                 if (!ret)
2527                         break;
2528
2529                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2530
2531                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2532                 /* Usage is reduced ? */
2533                 if (curusage >= oldusage)
2534                         retry_count--;
2535                 else
2536                         oldusage = curusage;
2537         } while (retry_count);
2538
2539         if (!ret && enlarge)
2540                 memcg_oom_recover(memcg);
2541
2542         return ret;
2543 }
2544
2545 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2546                                          unsigned long limit)
2547 {
2548         unsigned long curusage;
2549         unsigned long oldusage;
2550         bool enlarge = false;
2551         int retry_count;
2552         int ret;
2553
2554         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2555         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2556                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2557
2558         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2559
2560         do {
2561                 if (signal_pending(current)) {
2562                         ret = -EINTR;
2563                         break;
2564                 }
2565
2566                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2567                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2568                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2569                         ret = -EINVAL;
2570                         break;
2571                 }
2572                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2573                         enlarge = true;
2574                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2575                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2576
2577                 if (!ret)
2578                         break;
2579
2580                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2581
2582                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2583                 /* Usage is reduced ? */
2584                 if (curusage >= oldusage)
2585                         retry_count--;
2586                 else
2587                         oldusage = curusage;
2588         } while (retry_count);
2589
2590         if (!ret && enlarge)
2591                 memcg_oom_recover(memcg);
2592
2593         return ret;
2594 }
2595
2596 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
2597                                             gfp_t gfp_mask,
2598                                             unsigned long *total_scanned)
2599 {
2600         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2601         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
2602         unsigned long reclaimed;
2603         int loop = 0;
2604         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
2605         unsigned long excess;
2606         unsigned long nr_scanned;
2607
2608         if (order > 0)
2609                 return 0;
2610
2611         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
2612         /*
2613          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2614          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2615          * pressure
2616          */
2617         do {
2618                 if (next_mz)
2619                         mz = next_mz;
2620                 else
2621                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2622                 if (!mz)
2623                         break;
2624
2625                 nr_scanned = 0;
2626                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
2627                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2628                 nr_reclaimed += reclaimed;
2629                 *total_scanned += nr_scanned;
2630                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2631                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2632
2633                 /*
2634                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2635                  * it is time to move on to the next cgroup
2636                  */
2637                 next_mz = NULL;
2638                 if (!reclaimed)
2639                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2640
2641                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2642                 /*
2643                  * One school of thought says that we should not add
2644                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2645                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2646                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2647                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2648                  * term TODO.
2649                  */
2650                 /* If excess == 0, no tree ops */
2651                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2652                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2653                 css_put(&mz->memcg->css);
2654                 loop++;
2655                 /*
2656                  * Could not reclaim anything and there are no more
2657                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2658                  * reclaiming anything.
2659                  */
2660                 if (!nr_reclaimed &&
2661                         (next_mz == NULL ||
2662                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2663                         break;
2664         } while (!nr_reclaimed);
2665         if (next_mz)
2666                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2667         return nr_reclaimed;
2668 }
2669
2670 /*
2671  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2672  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2673  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2674  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2675  */
2676 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2677 {
2678         bool ret;
2679
2680         rcu_read_lock();
2681         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2682         rcu_read_unlock();
2683         return ret;
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible and moves
2688  * the rest to the parent.
2689  *
2690  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2691  */
2692 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2693 {
2694         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2695
2696         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2697         lru_add_drain_all();
2698         /* try to free all pages in this cgroup */
2699         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2700                 int progress;
2701
2702                 if (signal_pending(current))
2703                         return -EINTR;
2704
2705                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2706                                                         GFP_KERNEL, true);
2707                 if (!progress) {
2708                         nr_retries--;
2709                         /* maybe some writeback is necessary */
2710                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2711                 }
2712
2713         }
2714
2715         return 0;
2716 }
2717
2718 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2719                                             char *buf, size_t nbytes,
2720                                             loff_t off)
2721 {
2722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2723
2724         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2725                 return -EINVAL;
2726         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2727 }
2728
2729 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2730                                      struct cftype *cft)
2731 {
2732         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2733 }
2734
2735 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2736                                       struct cftype *cft, u64 val)
2737 {
2738         int retval = 0;
2739         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2740         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2741
2742         if (memcg->use_hierarchy == val)
2743                 return 0;
2744
2745         /*
2746          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2747          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2748          * occur, provided the current cgroup has no children.
2749          *
2750          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2751          * set if there are no children.
2752          */
2753         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2754                                 (val == 1 || val == 0)) {
2755                 if (!memcg_has_children(memcg))
2756                         memcg->use_hierarchy = val;
2757                 else
2758                         retval = -EBUSY;
2759         } else
2760                 retval = -EINVAL;
2761
2762         return retval;
2763 }
2764
2765 static unsigned long tree_stat(struct mem_cgroup *memcg,
2766                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
2767 {
2768         struct mem_cgroup *iter;
2769         unsigned long val = 0;
2770
2771         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2772                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
2773
2774         return val;
2775 }
2776
2777 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2778 {
2779         unsigned long val;
2780
2781         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2782                 val = tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2783                 val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2784                 if (swap)
2785                         val += tree_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2786         } else {
2787                 if (!swap)
2788                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2789                 else
2790                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2791         }
2792         return val;
2793 }
2794
2795 enum {
2796         RES_USAGE,
2797         RES_LIMIT,
2798         RES_MAX_USAGE,
2799         RES_FAILCNT,
2800         RES_SOFT_LIMIT,
2801 };
2802
2803 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2804                                struct cftype *cft)
2805 {
2806         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2807         struct page_counter *counter;
2808
2809         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2810         case _MEM:
2811                 counter = &memcg->memory;
2812                 break;
2813         case _MEMSWAP:
2814                 counter = &memcg->memsw;
2815                 break;
2816         case _KMEM:
2817                 counter = &memcg->kmem;
2818                 break;
2819         case _TCP:
2820                 counter = &memcg->tcpmem;
2821                 break;
2822         default:
2823                 BUG();
2824         }
2825
2826         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2827         case RES_USAGE:
2828                 if (counter == &memcg->memory)
2829                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2830                 if (counter == &memcg->memsw)
2831                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2832                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2833         case RES_LIMIT:
2834                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2835         case RES_MAX_USAGE:
2836                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2837         case RES_FAILCNT:
2838                 return counter->failcnt;
2839         case RES_SOFT_LIMIT:
2840                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2841         default:
2842                 BUG();
2843         }
2844 }
2845
2846 #ifndef CONFIG_SLOB
2847 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2848 {
2849         int memcg_id;
2850
2851         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2852         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2853
2854         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2855         if (memcg_id < 0)
2856                 return memcg_id;
2857
2858         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2859         /*
2860          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2861          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2862          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2863          * patched.
2864          */
2865         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2866         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2867
2868         return 0;
2869 }
2870
2871 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent,
2872                                 struct mem_cgroup *memcg)
2873 {
2874         int ret = 0;
2875
2876         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2877         /*
2878          * If the parent cgroup is not kmem-online now, it cannot be
2879          * onlined after this point, because it has at least one child
2880          * already.
2881          */
2882         if (memcg_kmem_online(parent) ||
2883             (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nokmem))
2884                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2885         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2886         return ret;
2887 }
2888
2889 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2890 {
2891         struct cgroup_subsys_state *css;
2892         struct mem_cgroup *parent, *child;
2893         int kmemcg_id;
2894
2895         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2896                 return;
2897         /*
2898          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2899          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2900          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2901          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2902          */
2903         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2904
2905         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2906
2907         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2908         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2909
2910         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2911         if (!parent)
2912                 parent = root_mem_cgroup;
2913
2914         /*
2915          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2916          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2917          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2918          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2919          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2920          * memcg_drain_all_list_lrus().
2921          */
2922         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2923                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2924                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2925                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2926                 if (!memcg->use_hierarchy)
2927                         break;
2928         }
2929         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2930
2931         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2932 }
2933
2934 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2935 {
2936         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2937         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2938                 memcg_offline_kmem(memcg);
2939
2940         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2941                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2942                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2943                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2944         }
2945 }
2946 #else
2947 static int memcg_propagate_kmem(struct mem_cgroup *parent, struct mem_cgroup *memcg)
2948 {
2949         return 0;
2950 }
2951 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2952 {
2953         return 0;
2954 }
2955 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2956 {
2957 }
2958 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2959 {
2960 }
2961 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2962
2963 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2964                                    unsigned long limit)
2965 {
2966         int ret = 0;
2967
2968         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2969         /* Top-level cgroup doesn't propagate from root */
2970         if (!memcg_kmem_online(memcg)) {
2971                 if (cgroup_is_populated(memcg->css.cgroup) ||
2972                     (memcg->use_hierarchy && memcg_has_children(memcg)))
2973                         ret = -EBUSY;
2974                 if (ret)
2975                         goto out;
2976                 ret = memcg_online_kmem(memcg);
2977                 if (ret)
2978                         goto out;
2979         }
2980         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2981 out:
2982         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2983         return ret;
2984 }
2985
2986 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2987 {
2988         int ret;
2989
2990         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2991
2992         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2993         if (ret)
2994                 goto out;
2995
2996         if (!memcg->tcpmem_active) {
2997                 /*
2998                  * The active flag needs to be written after the static_key
2999                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3000                  * function is the last one to run. See sock_update_memcg() for
3001                  * details, and note that we don't mark any socket as belonging
3002                  * to this memcg until that flag is up.
3003                  *
3004                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3005                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3006                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3007                  * yet, we'll lose accounting.
3008                  *
3009                  * We never race with the readers in sock_update_memcg(),
3010                  * because when this value change, the code to process it is not
3011                  * patched in yet.
3012                  */
3013                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3014                 memcg->tcpmem_active = true;
3015         }
3016 out:
3017         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3018         return ret;
3019 }
3020
3021 /*
3022  * The user of this function is...
3023  * RES_LIMIT.
3024  */
3025 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3026                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3027 {
3028         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3029         unsigned long nr_pages;
3030         int ret;
3031
3032         buf = strstrip(buf);
3033         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3034         if (ret)
3035                 return ret;
3036
3037         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3038         case RES_LIMIT:
3039                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3040                         ret = -EINVAL;
3041                         break;
3042                 }
3043                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3044                 case _MEM:
3045                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3046                         break;
3047                 case _MEMSWAP:
3048                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3049                         break;
3050                 case _KMEM:
3051                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3052                         break;
3053                 case _TCP:
3054                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3055                         break;
3056                 }
3057                 break;
3058         case RES_SOFT_LIMIT:
3059                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3060                 ret = 0;
3061                 break;
3062         }
3063         return ret ?: nbytes;
3064 }
3065
3066 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3067                                 size_t nbytes, loff_t off)
3068 {
3069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3070         struct page_counter *counter;
3071
3072         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3073         case _MEM:
3074                 counter = &memcg->memory;
3075                 break;
3076         case _MEMSWAP:
3077                 counter = &memcg->memsw;
3078                 break;
3079         case _KMEM:
3080                 counter = &memcg->kmem;
3081                 break;
3082         case _TCP:
3083                 counter = &memcg->tcpmem;
3084                 break;
3085         default:
3086                 BUG();
3087         }
3088
3089         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3090         case RES_MAX_USAGE:
3091                 page_counter_reset_watermark(counter);
3092                 break;
3093         case RES_FAILCNT:
3094                 counter->failcnt = 0;
3095                 break;
3096         default:
3097                 BUG();
3098         }
3099
3100         return nbytes;
3101 }
3102
3103 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3104                                         struct cftype *cft)
3105 {
3106         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3107 }
3108
3109 #ifdef CONFIG_MMU
3110 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3111                                         struct cftype *cft, u64 val)
3112 {
3113         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3114
3115         if (val & ~MOVE_MASK)
3116                 return -EINVAL;
3117
3118         /*
3119          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3120          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3121          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3122          * affect task migrations starting after the change.
3123          */
3124         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3125         return 0;
3126 }
3127 #else
3128 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3129                                         struct cftype *cft, u64 val)
3130 {
3131         return -ENOSYS;
3132 }
3133 #endif
3134
3135 #ifdef CONFIG_NUMA
3136 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3137 {
3138         struct numa_stat {
3139                 const char *name;
3140                 unsigned int lru_mask;
3141         };
3142
3143         static const struct numa_stat stats[] = {
3144                 { "total", LRU_ALL },
3145                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3146                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3147                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3148         };
3149         const struct numa_stat *stat;
3150         int nid;
3151         unsigned long nr;
3152         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3153
3154         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3155                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3156                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3157                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3158                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3159                                                           stat->lru_mask);
3160                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3161                 }
3162                 seq_putc(m, '\n');
3163         }
3164
3165         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3166                 struct mem_cgroup *iter;
3167
3168                 nr = 0;
3169                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3170                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3171                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3172                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3173                         nr = 0;
3174                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3175                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3176                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3177                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3178                 }
3179                 seq_putc(m, '\n');
3180         }
3181
3182         return 0;
3183 }
3184 #endif /* CONFIG_NUMA */
3185
3186 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3187 {
3188         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3189         unsigned long memory, memsw;
3190         struct mem_cgroup *mi;
3191         unsigned int i;
3192
3193         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3194                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3195         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3196                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3197         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3198
3199         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3200                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3201                         continue;
3202                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3203                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3204         }
3205
3206         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3207                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3208                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3209
3210         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3211                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3212                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3213
3214         /* Hierarchical information */
3215         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3216         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3217                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3218                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3219         }
3220         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3221                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3222         if (do_memsw_account())
3223                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3224                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3225
3226         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3227                 unsigned long long val = 0;
3228
3229                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3230                         continue;
3231                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3232                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3233                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3234         }
3235
3236         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3237                 unsigned long long val = 0;
3238
3239                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3240                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3241                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3242                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3243         }
3244
3245         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3246                 unsigned long long val = 0;
3247
3248                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3249                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3250                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3251         }
3252
3253 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3254         {
3255                 int nid, zid;
3256                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3257                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3258                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3259                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3260
3261                 for_each_online_node(nid)
3262                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3263                                 mz = &memcg->nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
3264                                 rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3265
3266                                 recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3267                                 recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3268                                 recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3269                                 recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3270                         }
3271                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3272                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3273                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3274                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3275         }
3276 #endif
3277
3278         return 0;
3279 }
3280
3281 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3282                                       struct cftype *cft)
3283 {
3284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3285
3286         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3287 }
3288
3289 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3290                                        struct cftype *cft, u64 val)
3291 {
3292         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3293
3294         if (val > 100)
3295                 return -EINVAL;
3296
3297         if (css->parent)
3298                 memcg->swappiness = val;
3299         else
3300                 vm_swappiness = val;
3301
3302         return 0;
3303 }
3304
3305 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3306 {
3307         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3308         unsigned long usage;
3309         int i;
3310
3311         rcu_read_lock();
3312         if (!swap)
3313                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3314         else
3315                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3316
3317         if (!t)
3318                 goto unlock;
3319
3320         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3321
3322         /*
3323          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3324          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3325          * call of __mem_cgroup_threshold().
3326          */
3327         i = t->current_threshold;
3328
3329         /*
3330          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3331          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3332          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3333          * only one element of the array here.
3334          */
3335         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3336                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3337
3338         /* i = current_threshold + 1 */
3339         i++;
3340
3341         /*
3342          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3343          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3344          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3345          * only one element of the array here.
3346          */
3347         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3348                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3349
3350         /* Update current_threshold */
3351         t->current_threshold = i - 1;
3352 unlock:
3353         rcu_read_unlock();
3354 }
3355
3356 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3357 {
3358         while (memcg) {
3359                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3360                 if (do_memsw_account())
3361                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3362
3363                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3364         }
3365 }
3366
3367 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3368 {
3369         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3370         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3371
3372         if (_a->threshold > _b->threshold)
3373                 return 1;
3374
3375         if (_a->threshold < _b->threshold)
3376                 return -1;
3377
3378         return 0;
3379 }
3380
3381 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3382 {
3383         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3384
3385         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3386
3387         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3388                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3389
3390         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3391         return 0;
3392 }
3393
3394 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3395 {
3396         struct mem_cgroup *iter;
3397
3398         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3399                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3400 }
3401
3402 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3403         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3404 {
3405         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3406         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3407         unsigned long threshold;
3408         unsigned long usage;
3409         int i, size, ret;
3410
3411         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3412         if (ret)
3413                 return ret;
3414
3415         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3416
3417         if (type == _MEM) {
3418                 thresholds = &memcg->thresholds;
3419                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3420         } else if (type == _MEMSWAP) {
3421                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3422                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3423         } else
3424                 BUG();
3425
3426         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3427         if (thresholds->primary)
3428                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3429
3430         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3431
3432         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3433         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3434                         GFP_KERNEL);
3435         if (!new) {
3436                 ret = -ENOMEM;
3437                 goto unlock;
3438         }
3439         new->size = size;
3440
3441         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3442         if (thresholds->primary) {
3443                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3444                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3445         }
3446
3447         /* Add new threshold */
3448         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3449         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3450
3451         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3452         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3453                         compare_thresholds, NULL);
3454
3455         /* Find current threshold */
3456         new->current_threshold = -1;
3457         for (i = 0; i < size; i++) {
3458                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3459                         /*
3460                          * new->current_threshold will not be used until
3461                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3462                          * it here.
3463                          */
3464                         ++new->current_threshold;
3465                 } else
3466                         break;
3467         }
3468
3469         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3470         kfree(thresholds->spare);
3471         thresholds->spare = thresholds->primary;
3472
3473         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3474
3475         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3476         synchronize_rcu();
3477
3478 unlock:
3479         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3480
3481         return ret;
3482 }
3483
3484 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3485         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3486 {
3487         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3488 }
3489
3490 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3491         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3492 {
3493         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3494 }
3495
3496 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3497         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3498 {
3499         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3500         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3501         unsigned long usage;
3502         int i, j, size;
3503
3504         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3505
3506         if (type == _MEM) {
3507                 thresholds = &memcg->thresholds;
3508                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3509         } else if (type == _MEMSWAP) {
3510                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3511                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3512         } else
3513                 BUG();
3514
3515         if (!thresholds->primary)
3516                 goto unlock;
3517
3518         /* Check if a threshold crossed before removing */
3519         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3520
3521         /* Calculate new number of threshold */
3522         size = 0;
3523         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3524                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3525                         size++;
3526         }
3527
3528         new = thresholds->spare;
3529
3530         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3531         if (!size) {
3532                 kfree(new);
3533                 new = NULL;
3534                 goto swap_buffers;
3535         }
3536
3537         new->size = size;
3538
3539         /* Copy thresholds and find current threshold */
3540         new->current_threshold = -1;
3541         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3542                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3543                         continue;
3544
3545                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3546                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3547                         /*
3548                          * new->current_threshold will not be used
3549                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3550                          * it here.
3551                          */
3552                         ++new->current_threshold;
3553                 }
3554                 j++;
3555         }
3556
3557 swap_buffers:
3558         /* Swap primary and spare array */
3559         thresholds->spare = thresholds->primary;
3560
3561         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3562
3563         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3564         synchronize_rcu();
3565
3566         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3567         if (!new) {
3568                 kfree(thresholds->spare);
3569                 thresholds->spare = NULL;
3570         }
3571 unlock:
3572         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3573 }
3574
3575 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3576         struct eventfd_ctx *eventfd)
3577 {
3578         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3579 }
3580
3581 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3582         struct eventfd_ctx *eventfd)
3583 {
3584         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3585 }
3586
3587 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3588         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3589 {
3590         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3591
3592         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3593         if (!event)
3594                 return -ENOMEM;
3595
3596         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3597
3598         event->eventfd = eventfd;
3599         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3600
3601         /* already in OOM ? */
3602         if (memcg->under_oom)
3603                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3604         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3605
3606         return 0;
3607 }
3608
3609 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3610         struct eventfd_ctx *eventfd)
3611 {
3612         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3613
3614         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3615
3616         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3617                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3618                         list_del(&ev->list);
3619                         kfree(ev);
3620                 }
3621         }
3622
3623         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3624 }
3625
3626 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3627 {
3628         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3629
3630         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3631         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3632         return 0;
3633 }
3634
3635 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3636         struct cftype *cft, u64 val)
3637 {
3638         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3639
3640         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3641         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3642                 return -EINVAL;
3643
3644         memcg->oom_kill_disable = val;
3645         if (!val)
3646                 memcg_oom_recover(memcg);
3647
3648         return 0;
3649 }
3650
3651 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3652
3653 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3654 {
3655         return &memcg->cgwb_list;
3656 }
3657
3658 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3659 {
3660         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3661 }
3662
3663 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3664 {
3665         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3666 }
3667
3668 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3669 {
3670         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3671 }
3672
3673 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3674 {
3675         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3676
3677         if (!memcg->css.parent)
3678                 return NULL;
3679
3680         return &memcg->cgwb_domain;
3681 }
3682
3683 /**
3684  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3685  * @wb: bdi_writeback in question
3686  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3687  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3688  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3689  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3690  *
3691  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3692  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3693  * is a bit more involved.
3694  *
3695  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3696  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3697  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3698  * available memory in the system.  The caller should further cap
3699  * *@pheadroom accordingly.
3700  */
3701 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3702                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3703                          unsigned long *pwriteback)
3704 {
3705         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3706         struct mem_cgroup *parent;
3707
3708         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3709
3710         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3711         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3712         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3713                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3714         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3715
3716         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3717                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3718                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3719
3720                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3721                 memcg = parent;
3722         }
3723 }
3724
3725 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3726
3727 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3728 {
3729         return 0;
3730 }
3731
3732 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3733 {
3734 }
3735
3736 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3737 {
3738 }
3739
3740 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3741
3742 /*
3743  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3744  *
3745  * "cgroup.event_control" implementation.
3746  *
3747  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3748  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3749  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3750  *
3751  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3752  * possible.
3753  */
3754
3755 /*
3756  * Unregister event and free resources.
3757  *
3758  * Gets called from workqueue.
3759  */
3760 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3761 {
3762         struct mem_cgroup_event *event =
3763                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3764         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3765
3766         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3767
3768         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3769
3770         /* Notify userspace the event is going away. */
3771         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3772
3773         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3774         kfree(event);
3775         css_put(&memcg->css);
3776 }
3777
3778 /*
3779  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3780  *
3781  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3782  */
3783 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3784                             int sync, void *key)
3785 {
3786         struct mem_cgroup_event *event =
3787                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3788         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3789         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3790
3791         if (flags & POLLHUP) {
3792                 /*
3793                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3794                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3795                  * for us.
3796                  *
3797                  * We can't race against event freeing since the other
3798                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3799                  * which we hold.
3800                  */
3801                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3802                 if (!list_empty(&event->list)) {
3803                         list_del_init(&event->list);
3804                         /*
3805                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3806                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3807                          */
3808                         schedule_work(&event->remove);
3809                 }
3810                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3811         }
3812
3813         return 0;
3814 }
3815
3816 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3817                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3818 {
3819         struct mem_cgroup_event *event =
3820                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3821
3822         event->wqh = wqh;
3823         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3824 }
3825
3826 /*
3827  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3828  *
3829  * Parse input and register new cgroup event handler.
3830  *
3831  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3832  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3833  */
3834 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3835                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3836 {
3837         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3838         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3839         struct mem_cgroup_event *event;
3840         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3841         unsigned int efd, cfd;
3842         struct fd efile;
3843         struct fd cfile;
3844         const char *name;
3845         char *endp;
3846         int ret;
3847
3848         buf = strstrip(buf);
3849
3850         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3851         if (*endp != ' ')
3852                 return -EINVAL;
3853         buf = endp + 1;
3854
3855         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3856         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3857                 return -EINVAL;
3858         buf = endp + 1;
3859
3860         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3861         if (!event)
3862                 return -ENOMEM;
3863
3864         event->memcg = memcg;
3865         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3866         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3867         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3868         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3869
3870         efile = fdget(efd);
3871         if (!efile.file) {
3872                 ret = -EBADF;
3873                 goto out_kfree;
3874         }
3875
3876         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3877         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3878                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3879                 goto out_put_efile;
3880         }
3881
3882         cfile = fdget(cfd);
3883         if (!cfile.file) {
3884                 ret = -EBADF;
3885                 goto out_put_eventfd;
3886         }
3887
3888         /* the process need read permission on control file */
3889         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3890         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3891         if (ret < 0)
3892                 goto out_put_cfile;
3893
3894         /*
3895          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3896          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3897          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3898          * is for compatibility anyway.
3899          *
3900          * DO NOT ADD NEW FILES.
3901          */
3902         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3903
3904         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3905                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3906                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3907         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3908                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3909                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3910         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3911                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3912                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3913         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3914                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3915                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3916         } else {
3917                 ret = -EINVAL;
3918                 goto out_put_cfile;
3919         }
3920
3921         /*
3922          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3923          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3924          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3925          */
3926         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3927                                                &memory_cgrp_subsys);
3928         ret = -EINVAL;
3929         if (IS_ERR(cfile_css))
3930                 goto out_put_cfile;
3931         if (cfile_css != css) {
3932                 css_put(cfile_css);
3933                 goto out_put_cfile;
3934         }
3935
3936         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3937         if (ret)
3938                 goto out_put_css;
3939
3940         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3941
3942         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3943         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3944         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3945
3946         fdput(cfile);
3947         fdput(efile);
3948
3949         return nbytes;
3950
3951 out_put_css:
3952         css_put(css);
3953 out_put_cfile:
3954         fdput(cfile);
3955 out_put_eventfd:
3956         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3957 out_put_efile:
3958         fdput(efile);
3959 out_kfree:
3960         kfree(event);
3961
3962         return ret;
3963 }
3964
3965 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3966         {
3967                 .name = "usage_in_bytes",
3968                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3969                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3970         },
3971         {
3972                 .name = "max_usage_in_bytes",
3973                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3974                 .write = mem_cgroup_reset,
3975                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3976         },
3977         {
3978                 .name = "limit_in_bytes",
3979                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3980                 .write = mem_cgroup_write,
3981                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3982         },
3983         {
3984                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3985                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3986                 .write = mem_cgroup_write,
3987                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3988         },
3989         {
3990                 .name = "failcnt",
3991                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3992                 .write = mem_cgroup_reset,
3993                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3994         },
3995         {
3996                 .name = "stat",
3997                 .seq_show = memcg_stat_show,
3998         },
3999         {
4000                 .name = "force_empty",
4001                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4002         },
4003         {
4004                 .name = "use_hierarchy",
4005                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4006                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4007         },
4008         {
4009                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4010                 .write = memcg_write_event_control,
4011                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4012         },
4013         {
4014                 .name = "swappiness",
4015                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4016                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4017         },
4018         {
4019                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4020                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4021                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4022         },
4023         {
4024                 .name = "oom_control",
4025                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4026                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4028         },
4029         {
4030                 .name = "pressure_level",
4031         },
4032 #ifdef CONFIG_NUMA
4033         {
4034                 .name = "numa_stat",
4035                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4036         },
4037 #endif
4038         {
4039                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4040                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4041                 .write = mem_cgroup_write,
4042                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4043         },
4044         {
4045                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4046                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4047                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4048         },
4049         {
4050                 .name = "kmem.failcnt",
4051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4052                 .write = mem_cgroup_reset,
4053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4058                 .write = mem_cgroup_reset,
4059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4060         },
4061 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4062         {
4063                 .name = "kmem.slabinfo",
4064                 .seq_start = slab_start,
4065                 .seq_next = slab_next,
4066                 .seq_stop = slab_stop,
4067                 .seq_show = memcg_slab_show,
4068         },
4069 #endif
4070         {
4071                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4072                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4073                 .write = mem_cgroup_write,
4074                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4075         },
4076         {
4077                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4078                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4079                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4080         },
4081         {
4082                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4084                 .write = mem_cgroup_reset,
4085                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4086         },
4087         {
4088                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4090                 .write = mem_cgroup_reset,
4091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4092         },
4093         { },    /* terminate */
4094 };
4095
4096 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4097 {
4098         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4099         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4100         int zone, tmp = node;
4101         /*
4102          * This routine is called against possible nodes.
4103          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4104          *
4105          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4106          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4107          *       function.
4108          */
4109         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4110                 tmp = -1;
4111         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4112         if (!pn)
4113                 return 1;
4114
4115         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4116                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4117                 lruvec_init(&mz->lruvec);
4118                 mz->usage_in_excess = 0;
4119                 mz->on_tree = false;
4120                 mz->memcg = memcg;
4121         }
4122         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4123         return 0;
4124 }
4125
4126 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4127 {
4128         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4129 }
4130
4131 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4132 {
4133         int node;
4134
4135         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4136         for_each_node(node)
4137                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4138         free_percpu(memcg->stat);
4139         kfree(memcg);
4140 }
4141
4142 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4143 {
4144         struct mem_cgroup *memcg;
4145         size_t size;
4146         int node;
4147
4148         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4149         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4150
4151         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4152         if (!memcg)
4153                 return NULL;
4154
4155         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4156         if (!memcg->stat)
4157                 goto fail;
4158
4159         for_each_node(node)
4160                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4161                         goto fail;
4162
4163         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4164                 goto fail;
4165
4166         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4167         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4168         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4169         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4170         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4171         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4172         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4173         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4174         memcg->socket_pressure = jiffies;
4175 #ifndef CONFIG_SLOB
4176         memcg->kmemcg_id = -1;
4177 #endif
4178 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4179         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4180 #endif
4181         return memcg;
4182 fail:
4183         mem_cgroup_free(memcg);
4184         return NULL;
4185 }
4186
4187 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4188 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4189 {
4190         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4191         struct mem_cgroup *memcg;
4192         long error = -ENOMEM;
4193
4194         memcg = mem_cgroup_alloc();
4195         if (!memcg)
4196                 return ERR_PTR(error);
4197
4198         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4199         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4200         if (parent) {
4201                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4202                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4203         }
4204         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4205                 memcg->use_hierarchy = true;
4206                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4207                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4208                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4209                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4210                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4211         } else {
4212                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4213                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4214                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4215                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4216                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4217                 /*
4218                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4219                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4220                  * unfortunate state in our controller.
4221                  */
4222                 if (parent != root_mem_cgroup)
4223                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4224         }
4225
4226         /* The following stuff does not apply to the root */
4227         if (!parent) {
4228                 root_mem_cgroup = memcg;
4229                 return &memcg->css;
4230         }
4231
4232         error = memcg_propagate_kmem(parent, memcg);
4233         if (error)
4234                 goto fail;
4235
4236         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4237                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4238
4239         return &memcg->css;
4240 fail:
4241         mem_cgroup_free(memcg);
4242         return NULL;
4243 }
4244
4245 static int
4246 mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4247 {
4248         if (css->id > MEM_CGROUP_ID_MAX)
4249                 return -ENOSPC;
4250
4251         return 0;
4252 }
4253
4254 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4255 {
4256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4257         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4258
4259         /*
4260          * Unregister events and notify userspace.
4261          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4262          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4263          */
4264         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4265         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4266                 list_del_init(&event->list);
4267                 schedule_work(&event->remove);
4268         }
4269         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4270
4271         memcg_offline_kmem(memcg);
4272         wb_memcg_offline(memcg);
4273 }
4274
4275 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4276 {
4277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4278
4279         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4280 }
4281
4282 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4283 {
4284         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4285
4286         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4287                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4288
4289         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4290                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4291
4292         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4293         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4294         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4295         memcg_free_kmem(memcg);
4296         mem_cgroup_free(memcg);
4297 }
4298
4299 /**
4300  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4301  * @css: the target css
4302  *
4303  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4304  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4305  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4306  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4307  * made visible again.
4308  *
4309  * The current implementation only resets the essential configurations.
4310  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4311  */
4312 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4313 {
4314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4315
4316         mem_cgroup_resize_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4317         mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4318         memcg_update_kmem_limit(memcg, PAGE_COUNTER_MAX);
4319         memcg->low = 0;
4320         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4321         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4322         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4323 }
4324
4325 #ifdef CONFIG_MMU
4326 /* Handlers for move charge at task migration. */
4327 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4328 {
4329         int ret;
4330
4331         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4332         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4333         if (!ret) {
4334                 mc.precharge += count;
4335                 return ret;
4336         }
4337
4338         /* Try charges one by one with reclaim */
4339         while (count--) {
4340                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_NORETRY, 1);
4341                 if (ret)
4342                         return ret;
4343                 mc.precharge++;
4344                 cond_resched();
4345         }
4346         return 0;
4347 }
4348
4349 /**
4350  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4351  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4352  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4353  * @ptent: the pte to be checked
4354  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4355  *
4356  * Returns
4357  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4358  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4359  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4360  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4361  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4362  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4363  *     in target->ent.
4364  *
4365  * Called with pte lock held.
4366  */
4367 union mc_target {
4368         struct page     *page;
4369         swp_entry_t     ent;
4370 };
4371
4372 enum mc_target_type {
4373         MC_TARGET_NONE = 0,
4374         MC_TARGET_PAGE,
4375         MC_TARGET_SWAP,
4376 };
4377
4378 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4379                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4380 {
4381         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4382
4383         if (!page || !page_mapped(page))
4384                 return NULL;
4385         if (PageAnon(page)) {
4386                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4387                         return NULL;
4388         } else {
4389                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4390                         return NULL;
4391         }
4392         if (!get_page_unless_zero(page))
4393                 return NULL;
4394
4395         return page;
4396 }
4397
4398 #ifdef CONFIG_SWAP
4399 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4400                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4401 {
4402         struct page *page = NULL;
4403         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4404
4405         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4406                 return NULL;
4407         /*
4408          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4409          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4410          */
4411         page = find_get_page(swap_address_space(ent), ent.val);
4412         if (do_memsw_account())
4413                 entry->val = ent.val;
4414
4415         return page;
4416 }
4417 #else
4418 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4419                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4420 {
4421         return NULL;
4422 }
4423 #endif
4424
4425 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4426                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4427 {
4428         struct page *page = NULL;
4429         struct address_space *mapping;
4430         pgoff_t pgoff;
4431
4432         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4433                 return NULL;
4434         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4435                 return NULL;
4436
4437         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4438         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4439
4440         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4441 #ifdef CONFIG_SWAP
4442         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4443         if (shmem_mapping(mapping)) {
4444                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4445                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4446                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4447                         if (do_memsw_account())
4448                                 *entry = swp;
4449                         page = find_get_page(swap_address_space(swp), swp.val);
4450                 }
4451         } else
4452                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4453 #else
4454         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4455 #endif
4456         return page;
4457 }
4458
4459 /**
4460  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4461  * @page: the page
4462  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
4463  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4464  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4465  *
4466  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4467  *
4468  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4469  * from old cgroup.
4470  */
4471 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4472                                    bool compound,
4473                                    struct mem_cgroup *from,
4474                                    struct mem_cgroup *to)
4475 {
4476         unsigned long flags;
4477         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4478         int ret;
4479         bool anon;
4480
4481         VM_BUG_ON(from == to);
4482         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4483         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4484
4485         /*
4486          * Prevent mem_cgroup_replace_page() from looking at
4487          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4488          */
4489         ret = -EBUSY;
4490         if (!trylock_page(page))
4491                 goto out;
4492
4493         ret = -EINVAL;
4494         if (page->mem_cgroup != from)
4495                 goto out_unlock;
4496
4497         anon = PageAnon(page);
4498
4499         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4500
4501         if (!anon && page_mapped(page)) {
4502                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4503                                nr_pages);
4504                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4505                                nr_pages);
4506         }
4507
4508         /*
4509          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4510          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4511          * So mapping should be stable for dirty pages.
4512          */
4513         if (!anon && PageDirty(page)) {
4514                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4515
4516                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4517                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4518                                        nr_pages);
4519                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4520                                        nr_pages);
4521                 }
4522         }
4523
4524         if (PageWriteback(page)) {
4525                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4526                                nr_pages);
4527                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4528                                nr_pages);
4529         }
4530
4531         /*
4532          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4533          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4534          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4535          */
4536
4537         /* caller should have done css_get */
4538         page->mem_cgroup = to;
4539         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4540
4541         ret = 0;
4542
4543         local_irq_disable();
4544         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4545         memcg_check_events(to, page);
4546         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4547         memcg_check_events(from, page);
4548         local_irq_enable();
4549 out_unlock:
4550         unlock_page(page);
4551 out:
4552         return ret;
4553 }
4554
4555 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4556                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4557 {
4558         struct page *page = NULL;
4559         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4560         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4561
4562         if (pte_present(ptent))
4563                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4564         else if (is_swap_pte(ptent))
4565                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4566         else if (pte_none(ptent))
4567                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4568
4569         if (!page && !ent.val)
4570                 return ret;
4571         if (page) {
4572                 /*
4573                  * Do only loose check w/o serialization.
4574                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4575                  * not under LRU exclusion.
4576                  */
4577                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4578                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4579                         if (target)
4580                                 target->page = page;
4581                 }
4582                 if (!ret || !target)
4583                         put_page(page);
4584         }
4585         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4586         if (ent.val && !ret &&
4587             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4588                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4589                 if (target)
4590                         target->ent = ent;
4591         }
4592         return ret;
4593 }
4594
4595 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4596 /*
4597  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4598  * support them for now.
4599  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4600  */
4601 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4602                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4603 {
4604         struct page *page = NULL;
4605         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4606
4607         page = pmd_page(pmd);
4608         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4609         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4610                 return ret;
4611         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4612                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4613                 if (target) {
4614                         get_page(page);
4615                         target->page = page;
4616                 }
4617         }
4618         return ret;
4619 }
4620 #else
4621 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4622                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4623 {
4624         return MC_TARGET_NONE;
4625 }
4626 #endif
4627
4628 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4629                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4630                                         struct mm_walk *walk)
4631 {
4632         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4633         pte_t *pte;
4634         spinlock_t *ptl;
4635
4636         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4637                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4638                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4639                 spin_unlock(ptl);
4640                 return 0;
4641         }
4642
4643         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4644                 return 0;
4645         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4646         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4647                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4648                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4649         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4650         cond_resched();
4651
4652         return 0;
4653 }
4654
4655 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4656 {
4657         unsigned long precharge;
4658
4659         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4660                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4661                 .mm = mm,
4662         };
4663         down_read(&mm->mmap_sem);
4664         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4665         up_read(&mm->mmap_sem);
4666
4667         precharge = mc.precharge;
4668         mc.precharge = 0;
4669
4670         return precharge;
4671 }
4672
4673 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4674 {
4675         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4676
4677         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4678         mc.moving_task = current;
4679         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4680 }
4681
4682 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4683 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4684 {
4685         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4686         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4687
4688         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4689         if (mc.precharge) {
4690                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4691                 mc.precharge = 0;
4692         }
4693         /*
4694          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4695          * we must uncharge here.
4696          */
4697         if (mc.moved_charge) {
4698                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4699                 mc.moved_charge = 0;
4700         }
4701         /* we must fixup refcnts and charges */
4702         if (mc.moved_swap) {
4703                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4704                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4705                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4706
4707                 /*
4708                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4709                  * should uncharge to->memory.
4710                  */
4711                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4712                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4713
4714                 css_put_many(&mc.from->css, mc.moved_swap);
4715
4716                 /* we've already done css_get(mc.to) */
4717                 mc.moved_swap = 0;
4718         }
4719         memcg_oom_recover(from);
4720         memcg_oom_recover(to);
4721         wake_up_all(&mc.waitq);
4722 }
4723
4724 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4725 {
4726         /*
4727          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4728          * task migration.
4729          */
4730         mc.moving_task = NULL;
4731         __mem_cgroup_clear_mc();
4732         spin_lock(&mc.lock);
4733         mc.from = NULL;
4734         mc.to = NULL;
4735         spin_unlock(&mc.lock);
4736 }
4737
4738 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4739 {
4740         struct cgroup_subsys_state *css;
4741         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4742         struct mem_cgroup *from;
4743         struct task_struct *leader, *p;
4744         struct mm_struct *mm;
4745         unsigned long move_flags;
4746         int ret = 0;
4747
4748         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4749         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4750                 return 0;
4751
4752         /*
4753          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4754          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4755          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4756          * multiple.
4757          */
4758         p = NULL;
4759         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4760                 WARN_ON_ONCE(p);
4761                 p = leader;
4762                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4763         }
4764         if (!p)
4765                 return 0;
4766
4767         /*
4768          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4769          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4770          * So we need to save it, and keep it going.
4771          */
4772         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4773         if (!move_flags)
4774                 return 0;
4775
4776         from = mem_cgroup_from_task(p);
4777
4778         VM_BUG_ON(from == memcg);
4779
4780         mm = get_task_mm(p);
4781         if (!mm)
4782                 return 0;
4783         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4784         if (mm->owner == p) {
4785                 VM_BUG_ON(mc.from);
4786                 VM_BUG_ON(mc.to);
4787                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4788                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4789                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4790
4791                 spin_lock(&mc.lock);
4792                 mc.from = from;
4793                 mc.to = memcg;
4794                 mc.flags = move_flags;
4795                 spin_unlock(&mc.lock);
4796                 /* We set mc.moving_task later */
4797
4798                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4799                 if (ret)
4800                         mem_cgroup_clear_mc();
4801         }
4802         mmput(mm);
4803         return ret;
4804 }
4805
4806 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4807 {
4808         if (mc.to)
4809                 mem_cgroup_clear_mc();
4810 }
4811
4812 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4813                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4814                                 struct mm_walk *walk)
4815 {
4816         int ret = 0;
4817         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4818         pte_t *pte;
4819         spinlock_t *ptl;
4820         enum mc_target_type target_type;
4821         union mc_target target;
4822         struct page *page;
4823
4824         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma, &ptl)) {
4825                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4826                         spin_unlock(ptl);
4827                         return 0;
4828                 }
4829                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4830                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4831                         page = target.page;
4832                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4833                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4834                                                              mc.from, mc.to)) {
4835                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4836                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4837                                 }
4838                                 putback_lru_page(page);
4839                         }
4840                         put_page(page);
4841                 }
4842                 spin_unlock(ptl);
4843                 return 0;
4844         }
4845
4846         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4847                 return 0;
4848 retry:
4849         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4850         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4851                 pte_t ptent = *(pte++);
4852                 swp_entry_t ent;
4853
4854                 if (!mc.precharge)
4855                         break;
4856
4857                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4858                 case MC_TARGET_PAGE:
4859                         page = target.page;
4860                         /*
4861                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4862                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4863                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4864                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4865                          */
4866                         if (PageTransCompound(page))
4867                                 goto put;
4868                         if (isolate_lru_page(page))
4869                                 goto put;
4870                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4871                                                 mc.from, mc.to)) {
4872                                 mc.precharge--;
4873                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4874                                 mc.moved_charge++;
4875                         }
4876                         putback_lru_page(page);
4877 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4878                         put_page(page);
4879                         break;
4880                 case MC_TARGET_SWAP:
4881                         ent = target.ent;
4882                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4883                                 mc.precharge--;
4884                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
4885                                 mc.moved_swap++;
4886                         }
4887                         break;
4888                 default:
4889                         break;
4890                 }
4891         }
4892         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4893         cond_resched();
4894
4895         if (addr != end) {
4896                 /*
4897                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
4898                  * We try charge one by one, but don't do any additional
4899                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
4900                  * phase.
4901                  */
4902                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
4903                 if (!ret)
4904                         goto retry;
4905         }
4906
4907         return ret;
4908 }
4909
4910 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
4911 {
4912         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
4913                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
4914                 .mm = mm,
4915         };
4916
4917         lru_add_drain_all();
4918         /*
4919          * Signal mem_cgroup_begin_page_stat() to take the memcg's
4920          * move_lock while we're moving its pages to another memcg.
4921          * Then wait for already started RCU-only updates to finish.
4922          */
4923         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
4924         synchronize_rcu();
4925 retry:
4926         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
4927                 /*
4928                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
4929                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
4930                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
4931                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
4932                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
4933                  */
4934                 __mem_cgroup_clear_mc();
4935                 cond_resched();
4936                 goto retry;
4937         }
4938         /*
4939          * When we have consumed all precharges and failed in doing
4940          * additional charge, the page walk just aborts.
4941          */
4942         walk_page_range(0, ~0UL, &mem_cgroup_move_charge_walk);
4943         up_read(&mm->mmap_sem);
4944         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
4945 }
4946
4947 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4948 {
4949         struct cgroup_subsys_state *css;
4950         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset, &css);
4951         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
4952
4953         if (mm) {
4954                 if (mc.to)
4955                         mem_cgroup_move_charge(mm);
4956                 mmput(mm);
4957         }
4958         if (mc.to)
4959                 mem_cgroup_clear_mc();
4960 }
4961 #else   /* !CONFIG_MMU */
4962 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4963 {
4964         return 0;
4965 }
4966 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4967 {
4968 }
4969 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_taskset *tset)
4970 {
4971 }
4972 #endif
4973
4974 /*
4975  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
4976  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
4977  * attempt.
4978  */
4979 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
4980 {
4981         /*
4982          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
4983          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
4984          * on for the root memcg is enough.
4985          */
4986         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4987                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
4988         else
4989                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
4990 }
4991
4992 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4993                                struct cftype *cft)
4994 {
4995         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4996
4997         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
4998 }
4999
5000 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5001 {
5002         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5003         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5004
5005         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5006                 seq_puts(m, "max\n");
5007         else
5008                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5009
5010         return 0;
5011 }
5012
5013 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5014                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5015 {
5016         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5017         unsigned long low;
5018         int err;
5019
5020         buf = strstrip(buf);
5021         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5022         if (err)
5023                 return err;
5024
5025         memcg->low = low;
5026
5027         return nbytes;
5028 }
5029
5030 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5031 {
5032         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5033         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5034
5035         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5036                 seq_puts(m, "max\n");
5037         else
5038                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5039
5040         return 0;
5041 }
5042
5043 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5044                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5045 {
5046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5047         unsigned long high;
5048         int err;
5049
5050         buf = strstrip(buf);
5051         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5052         if (err)
5053                 return err;
5054
5055         memcg->high = high;
5056
5057         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5058         return nbytes;
5059 }
5060
5061 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5062 {
5063         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5064         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5065
5066         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5067                 seq_puts(m, "max\n");
5068         else
5069                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5070
5071         return 0;
5072 }
5073
5074 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5075                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5076 {
5077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5078         unsigned long max;
5079         int err;
5080
5081         buf = strstrip(buf);
5082         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5083         if (err)
5084                 return err;
5085
5086         err = mem_cgroup_resize_limit(memcg, max);
5087         if (err)
5088                 return err;
5089
5090         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5091         return nbytes;
5092 }
5093
5094 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5095 {
5096         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5097
5098         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5099         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5100         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5101         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5102
5103         return 0;
5104 }
5105
5106 static struct cftype memory_files[] = {
5107         {
5108                 .name = "current",
5109                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5110                 .read_u64 = memory_current_read,
5111         },
5112         {
5113                 .name = "low",
5114                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5115                 .seq_show = memory_low_show,
5116                 .write = memory_low_write,
5117         },
5118         {
5119                 .name = "high",
5120                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5121                 .seq_show = memory_high_show,
5122                 .write = memory_high_write,
5123         },
5124         {
5125                 .name = "max",
5126                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5127                 .seq_show = memory_max_show,
5128                 .write = memory_max_write,
5129         },
5130         {
5131                 .name = "events",
5132                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5133                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5134                 .seq_show = memory_events_show,
5135         },
5136         { }     /* terminate */
5137 };
5138
5139 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5140         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5141         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5142         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5143         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5144         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5145         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5146         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5147         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5148         .attach = mem_cgroup_move_task,
5149         .bind = mem_cgroup_bind,
5150         .dfl_cftypes = memory_files,
5151         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5152         .early_init = 0,
5153 };
5154
5155 /**
5156  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5157  * @root: the highest ancestor to consider
5158  * @memcg: the memory cgroup to check
5159  *
5160  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5161  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5162  */
5163 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5164 {
5165         if (mem_cgroup_disabled())
5166                 return false;
5167
5168         /*
5169          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5170          * it's never low when looked at directly, and it is not
5171          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5172          */
5173
5174         if (memcg == root_mem_cgroup)
5175                 return false;
5176
5177         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5178                 return false;
5179
5180         while (memcg != root) {
5181                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5182
5183                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5184                         break;
5185
5186                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5187                         return false;
5188         }
5189         return true;
5190 }
5191
5192 /**
5193  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5194  * @page: page to charge
5195  * @mm: mm context of the victim
5196  * @gfp_mask: reclaim mode
5197  * @memcgp: charged memcg return
5198  *
5199  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5200  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5201  *
5202  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5203  * Otherwise, an error code is returned.
5204  *
5205  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5206  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5207  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5208  */
5209 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5210                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5211                           bool compound)
5212 {
5213         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5214         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5215         int ret = 0;
5216
5217         if (mem_cgroup_disabled())
5218                 goto out;
5219
5220         if (PageSwapCache(page)) {
5221                 /*
5222                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5223                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5224                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5225                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5226                  * in turn serializes uncharging.
5227                  */
5228                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5229                 if (page->mem_cgroup)
5230                         goto out;
5231
5232                 if (do_swap_account) {
5233                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5234                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5235
5236                         rcu_read_lock();
5237                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5238                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5239                                 memcg = NULL;
5240                         rcu_read_unlock();
5241                 }
5242         }
5243
5244         if (!memcg)
5245                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5246
5247         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5248
5249         css_put(&memcg->css);
5250 out:
5251         *memcgp = memcg;
5252         return ret;
5253 }
5254
5255 /**
5256  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5257  * @page: page to charge
5258  * @memcg: memcg to charge the page to
5259  * @lrucare: page might be on LRU already
5260  *
5261  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5262  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5263  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5264  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5265  *
5266  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5267  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5268  *
5269  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5270  */
5271 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5272                               bool lrucare, bool compound)
5273 {
5274         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5275
5276         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5277         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5278
5279         if (mem_cgroup_disabled())
5280                 return;
5281         /*
5282          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5283          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5284          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5285          */
5286         if (!memcg)
5287                 return;
5288
5289         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5290
5291         local_irq_disable();
5292         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5293         memcg_check_events(memcg, page);
5294         local_irq_enable();
5295
5296         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5297                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5298                 /*
5299                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5300                  * let's not wait for it.  The page already received a
5301                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5302                  */
5303                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5304         }
5305 }
5306
5307 /**
5308  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5309  * @page: page to charge
5310  * @memcg: memcg to charge the page to
5311  *
5312  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5313  */
5314 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5315                 bool compound)
5316 {
5317         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5318
5319         if (mem_cgroup_disabled())
5320                 return;
5321         /*
5322          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5323          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5324          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5325          */
5326         if (!memcg)
5327                 return;
5328
5329         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5330 }
5331
5332 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5333                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5334                            unsigned long nr_huge, struct page *dummy_page)
5335 {
5336         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file;
5337         unsigned long flags;
5338
5339         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5340                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5341                 if (do_memsw_account())
5342                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5343                 memcg_oom_recover(memcg);
5344         }
5345
5346         local_irq_save(flags);
5347         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5348         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5349         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5350         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5351         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5352         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5353         local_irq_restore(flags);
5354
5355         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5356                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5357 }
5358
5359 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5360 {
5361         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5362         unsigned long nr_anon = 0;
5363         unsigned long nr_file = 0;
5364         unsigned long nr_huge = 0;
5365         unsigned long pgpgout = 0;
5366         struct list_head *next;
5367         struct page *page;
5368
5369         next = page_list->next;
5370         do {
5371                 unsigned int nr_pages = 1;
5372
5373                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5374                 next = page->lru.next;
5375
5376                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5377                 VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5378
5379                 if (!page->mem_cgroup)
5380                         continue;
5381
5382                 /*
5383                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5384                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5385                  * exclusive access to the page.
5386                  */
5387
5388                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5389                         if (memcg) {
5390                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5391                                                nr_huge, page);
5392                                 pgpgout = nr_anon = nr_file = nr_huge = 0;
5393                         }
5394                         memcg = page->mem_cgroup;
5395                 }
5396
5397                 if (PageTransHuge(page)) {
5398                         nr_pages <<= compound_order(page);
5399                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
5400                         nr_huge += nr_pages;
5401                 }
5402
5403                 if (PageAnon(page))
5404                         nr_anon += nr_pages;
5405                 else
5406                         nr_file += nr_pages;
5407
5408                 page->mem_cgroup = NULL;
5409
5410                 pgpgout++;
5411         } while (next != page_list);
5412
5413         if (memcg)
5414                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5415                                nr_huge, page);
5416 }
5417
5418 /**
5419  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5420  * @page: page to uncharge
5421  *
5422  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5423  * mem_cgroup_commit_charge().
5424  */
5425 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5426 {
5427         if (mem_cgroup_disabled())
5428                 return;
5429
5430         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5431         if (!page->mem_cgroup)
5432                 return;
5433
5434         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5435         uncharge_list(&page->lru);
5436 }
5437
5438 /**
5439  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5440  * @page_list: list of pages to uncharge
5441  *
5442  * Uncharge a list of pages previously charged with
5443  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5444  */
5445 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5446 {
5447         if (mem_cgroup_disabled())
5448                 return;
5449
5450         if (!list_empty(page_list))
5451                 uncharge_list(page_list);
5452 }
5453
5454 /**
5455  * mem_cgroup_replace_page - migrate a charge to another page
5456  * @oldpage: currently charged page
5457  * @newpage: page to transfer the charge to
5458  *
5459  * Migrate the charge from @oldpage to @newpage.
5460  *
5461  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5462  * Either or both pages might be on the LRU already.
5463  */
5464 void mem_cgroup_replace_page(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5465 {
5466         struct mem_cgroup *memcg;
5467         int isolated;
5468
5469         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5470         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5471         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5472         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5473                        newpage);
5474
5475         if (mem_cgroup_disabled())
5476                 return;
5477
5478         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5479         if (newpage->mem_cgroup)
5480                 return;
5481
5482         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5483         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5484         if (!memcg)
5485                 return;
5486
5487         lock_page_lru(oldpage, &isolated);
5488         oldpage->mem_cgroup = NULL;
5489         unlock_page_lru(oldpage, isolated);
5490
5491         commit_charge(newpage, memcg, true);
5492 }
5493
5494 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5495 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5496
5497 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
5498 {
5499         struct mem_cgroup *memcg;
5500
5501         /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
5502          * filled. It won't however, necessarily happen from
5503          * process context. So the test for root memcg given
5504          * the current task's memcg won't help us in this case.
5505          *
5506          * Respecting the original socket's memcg is a better
5507          * decision in this case.
5508          */
5509         if (sk->sk_memcg) {
5510                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5511                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5512                 return;
5513         }
5514
5515         rcu_read_lock();
5516         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5517         if (memcg == root_mem_cgroup)
5518                 goto out;
5519         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5520                 goto out;
5521         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5522                 sk->sk_memcg = memcg;
5523 out:
5524         rcu_read_unlock();
5525 }
5526 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
5527
5528 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
5529 {
5530         WARN_ON(!sk->sk_memcg);
5531         css_put(&sk->sk_memcg->css);
5532 }
5533
5534 /**
5535  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5536  * @memcg: memcg to charge
5537  * @nr_pages: number of pages to charge
5538  *
5539  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5540  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5541  */
5542 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5543 {
5544         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5545
5546         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5547                 struct page_counter *fail;
5548
5549                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5550                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5551                         return true;
5552                 }
5553                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5554                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5555                 return false;
5556         }
5557
5558         /* Don't block in the packet receive path */
5559         if (in_softirq())
5560                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5561
5562         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5563                 return true;
5564
5565         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5566         return false;
5567 }
5568
5569 /**
5570  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5571  * @memcg - memcg to uncharge
5572  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5573  */
5574 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5575 {
5576         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5577                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5578                 return;
5579         }
5580
5581         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5582         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5583 }
5584
5585 static int __init cgroup_memory(char *s)
5586 {
5587         char *token;
5588
5589         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5590                 if (!*token)
5591                         continue;
5592                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5593                         cgroup_memory_nosocket = true;
5594                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5595                         cgroup_memory_nokmem = true;
5596         }
5597         return 0;
5598 }
5599 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5600
5601 /*
5602  * subsys_initcall() for memory controller.
5603  *
5604  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5605  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5606  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5607  * be initialized from here.
5608  */
5609 static int __init mem_cgroup_init(void)
5610 {
5611         int cpu, node;
5612
5613         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5614
5615         for_each_possible_cpu(cpu)
5616                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5617                           drain_local_stock);
5618
5619         for_each_node(node) {
5620                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5621                 int zone;
5622
5623                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5624                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5625
5626                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
5627                         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
5628
5629                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
5630                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
5631                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
5632                 }
5633                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5634         }
5635
5636         return 0;
5637 }
5638 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5639
5640 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5641 /**
5642  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5643  * @page: page whose memsw charge to transfer
5644  * @entry: swap entry to move the charge to
5645  *
5646  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5647  */
5648 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5649 {
5650         struct mem_cgroup *memcg;
5651         unsigned short oldid;
5652
5653         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5654         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5655
5656         if (!do_memsw_account())
5657                 return;
5658
5659         memcg = page->mem_cgroup;
5660
5661         /* Readahead page, never charged */
5662         if (!memcg)
5663                 return;
5664
5665         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5666         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5667         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5668
5669         page->mem_cgroup = NULL;
5670
5671         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5672                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5673
5674         /*
5675          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5676          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5677          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5678          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5679          */
5680         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5681         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5682         memcg_check_events(memcg, page);
5683 }
5684
5685 /*
5686  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging a swap entry
5687  * @page: page being added to swap
5688  * @entry: swap entry to charge
5689  *
5690  * Try to charge @entry to the memcg that @page belongs to.
5691  *
5692  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
5693  */
5694 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
5695 {
5696         struct mem_cgroup *memcg;
5697         struct page_counter *counter;
5698         unsigned short oldid;
5699
5700         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
5701                 return 0;
5702
5703         memcg = page->mem_cgroup;
5704
5705         /* Readahead page, never charged */
5706         if (!memcg)
5707                 return 0;
5708
5709         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
5710             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, 1, &counter))
5711                 return -ENOMEM;
5712
5713         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
5714         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5715         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
5716
5717         css_get(&memcg->css);
5718         return 0;
5719 }
5720
5721 /**
5722  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
5723  * @entry: swap entry to uncharge
5724  *
5725  * Drop the swap charge associated with @entry.
5726  */
5727 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
5728 {
5729         struct mem_cgroup *memcg;
5730         unsigned short id;
5731
5732         if (!do_swap_account)
5733                 return;
5734
5735         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
5736         rcu_read_lock();
5737         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5738         if (memcg) {
5739                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5740                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5741                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, 1);
5742                         else
5743                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5744                 }
5745                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
5746                 css_put(&memcg->css);
5747         }
5748         rcu_read_unlock();
5749 }
5750
5751 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
5752 {
5753         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
5754
5755         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5756                 return nr_swap_pages;
5757         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5758                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
5759                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
5760                                       page_counter_read(&memcg->swap));
5761         return nr_swap_pages;
5762 }
5763
5764 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
5765 {
5766         struct mem_cgroup *memcg;
5767
5768         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5769
5770         if (vm_swap_full())
5771                 return true;
5772         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5773                 return false;
5774
5775         memcg = page->mem_cgroup;
5776         if (!memcg)
5777                 return false;
5778
5779         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
5780                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
5781                         return true;
5782
5783         return false;
5784 }
5785
5786 /* for remember boot option*/
5787 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
5788 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
5789 #else
5790 static int really_do_swap_account __initdata;
5791 #endif
5792
5793 static int __init enable_swap_account(char *s)
5794 {
5795         if (!strcmp(s, "1"))
5796                 really_do_swap_account = 1;
5797         else if (!strcmp(s, "0"))
5798                 really_do_swap_account = 0;
5799         return 1;
5800 }
5801 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5802
5803 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5804                              struct cftype *cft)
5805 {
5806         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5807
5808         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
5809 }
5810
5811 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5812 {
5813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5814         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
5815
5816         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5817                 seq_puts(m, "max\n");
5818         else
5819                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5820
5821         return 0;
5822 }
5823
5824 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5825                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5826 {
5827         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5828         unsigned long max;
5829         int err;
5830
5831         buf = strstrip(buf);
5832         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5833         if (err)
5834                 return err;
5835
5836         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
5837         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
5838         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
5839         if (err)
5840                 return err;
5841
5842         return nbytes;
5843 }
5844
5845 static struct cftype swap_files[] = {
5846         {
5847                 .name = "swap.current",
5848                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5849                 .read_u64 = swap_current_read,
5850         },
5851         {
5852                 .name = "swap.max",
5853                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5854                 .seq_show = swap_max_show,
5855                 .write = swap_max_write,
5856         },
5857         { }     /* terminate */
5858 };
5859
5860 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
5861         {
5862                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
5863                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
5864                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5865         },
5866         {
5867                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
5868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
5869                 .write = mem_cgroup_reset,
5870                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5871         },
5872         {
5873                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
5874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
5875                 .write = mem_cgroup_write,
5876                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5877         },
5878         {
5879                 .name = "memsw.failcnt",
5880                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
5881                 .write = mem_cgroup_reset,
5882                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5883         },
5884         { },    /* terminate */
5885 };
5886
5887 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
5888 {
5889         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
5890                 do_swap_account = 1;
5891                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5892                                                swap_files));
5893                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
5894                                                   memsw_cgroup_files));
5895         }
5896         return 0;
5897 }
5898 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
5899
5900 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */