Input: wm97xx: add new AC97 bus support
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/sched/mm.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/hugetlb.h>
41 #include <linux/pagemap.h>
42 #include <linux/smp.h>
43 #include <linux/page-flags.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/bit_spinlock.h>
46 #include <linux/rcupdate.h>
47 #include <linux/limits.h>
48 #include <linux/export.h>
49 #include <linux/mutex.h>
50 #include <linux/rbtree.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/swap.h>
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/spinlock.h>
55 #include <linux/eventfd.h>
56 #include <linux/poll.h>
57 #include <linux/sort.h>
58 #include <linux/fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/vmpressure.h>
61 #include <linux/mm_inline.h>
62 #include <linux/swap_cgroup.h>
63 #include <linux/cpu.h>
64 #include <linux/oom.h>
65 #include <linux/lockdep.h>
66 #include <linux/file.h>
67 #include <linux/tracehook.h>
68 #include "internal.h"
69 #include <net/sock.h>
70 #include <net/ip.h>
71 #include "slab.h"
72
73 #include <linux/uaccess.h>
74
75 #include <trace/events/vmscan.h>
76
77 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
79
80 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81
82 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
83
84 /* Socket memory accounting disabled? */
85 static bool cgroup_memory_nosocket;
86
87 /* Kernel memory accounting disabled? */
88 static bool cgroup_memory_nokmem;
89
90 /* Whether the swap controller is active */
91 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
92 int do_swap_account __read_mostly;
93 #else
94 #define do_swap_account         0
95 #endif
96
97 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
98 static bool do_memsw_account(void)
99 {
100         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
101 }
102
103 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
104         "inactive_anon",
105         "active_anon",
106         "inactive_file",
107         "active_file",
108         "unevictable",
109 };
110
111 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
112 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
113 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
114
115 /*
116  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
117  * their hierarchy representation
118  */
119
120 struct mem_cgroup_tree_per_node {
121         struct rb_root rb_root;
122         struct rb_node *rb_rightmost;
123         spinlock_t lock;
124 };
125
126 struct mem_cgroup_tree {
127         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
128 };
129
130 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
131
132 /* for OOM */
133 struct mem_cgroup_eventfd_list {
134         struct list_head list;
135         struct eventfd_ctx *eventfd;
136 };
137
138 /*
139  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
140  */
141 struct mem_cgroup_event {
142         /*
143          * memcg which the event belongs to.
144          */
145         struct mem_cgroup *memcg;
146         /*
147          * eventfd to signal userspace about the event.
148          */
149         struct eventfd_ctx *eventfd;
150         /*
151          * Each of these stored in a list by the cgroup.
152          */
153         struct list_head list;
154         /*
155          * register_event() callback will be used to add new userspace
156          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
157          * on eventfd to send notification to userspace.
158          */
159         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
161         /*
162          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
163          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
164          * if you want provide notification functionality.
165          */
166         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
168         /*
169          * All fields below needed to unregister event when
170          * userspace closes eventfd.
171          */
172         poll_table pt;
173         wait_queue_head_t *wqh;
174         wait_queue_entry_t wait;
175         struct work_struct remove;
176 };
177
178 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
179 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
180
181 /* Stuffs for move charges at task migration. */
182 /*
183  * Types of charges to be moved.
184  */
185 #define MOVE_ANON       0x1U
186 #define MOVE_FILE       0x2U
187 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
188
189 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
190 static struct move_charge_struct {
191         spinlock_t        lock; /* for from, to */
192         struct mm_struct  *mm;
193         struct mem_cgroup *from;
194         struct mem_cgroup *to;
195         unsigned long flags;
196         unsigned long precharge;
197         unsigned long moved_charge;
198         unsigned long moved_swap;
199         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
200         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
201 } mc = {
202         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
203         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
204 };
205
206 /*
207  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
208  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
209  */
210 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
211 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
212
213 enum charge_type {
214         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
216         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
217         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
218         NR_CHARGE_TYPE,
219 };
220
221 /* for encoding cft->private value on file */
222 enum res_type {
223         _MEM,
224         _MEMSWAP,
225         _OOM_TYPE,
226         _KMEM,
227         _TCP,
228 };
229
230 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
231 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
232 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
233 /* Used for OOM nofiier */
234 #define OOM_CONTROL             (0)
235
236 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
237 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
238 {
239         if (!memcg)
240                 memcg = root_mem_cgroup;
241         return &memcg->vmpressure;
242 }
243
244 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
245 {
246         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
247 }
248
249 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
250 {
251         return (memcg == root_mem_cgroup);
252 }
253
254 #ifndef CONFIG_SLOB
255 /*
256  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
257  * The main reason for not using cgroup id for this:
258  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
259  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
260  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
261  *  200 entry array for that.
262  *
263  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
264  * will double each time we have to increase it.
265  */
266 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
267 int memcg_nr_cache_ids;
268
269 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
270 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
271
272 void memcg_get_cache_ids(void)
273 {
274         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
275 }
276
277 void memcg_put_cache_ids(void)
278 {
279         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
280 }
281
282 /*
283  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
284  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
285  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
286  * tunable, but that is strictly not necessary.
287  *
288  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
289  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
290  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
291  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
292  * increase ours as well if it increases.
293  */
294 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
295 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
296
297 /*
298  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
299  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
300  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
301  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
302  */
303 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
304 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
305
306 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
307
308 #endif /* !CONFIG_SLOB */
309
310 /**
311  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
312  * @page: page of interest
313  *
314  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
315  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
316  * until it is released.
317  *
318  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
319  * is returned.
320  */
321 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
322 {
323         struct mem_cgroup *memcg;
324
325         memcg = page->mem_cgroup;
326
327         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
328                 memcg = root_mem_cgroup;
329
330         return &memcg->css;
331 }
332
333 /**
334  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
335  * @page: the page
336  *
337  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
338  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
339  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
340  *
341  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
342  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
343  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
344  * do not care (such as procfs interfaces).
345  */
346 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
347 {
348         struct mem_cgroup *memcg;
349         unsigned long ino = 0;
350
351         rcu_read_lock();
352         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
353         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
354                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
355         if (memcg)
356                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
357         rcu_read_unlock();
358         return ino;
359 }
360
361 static struct mem_cgroup_per_node *
362 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
363 {
364         int nid = page_to_nid(page);
365
366         return memcg->nodeinfo[nid];
367 }
368
369 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
370 soft_limit_tree_node(int nid)
371 {
372         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
373 }
374
375 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
376 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
377 {
378         int nid = page_to_nid(page);
379
380         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
381 }
382
383 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
384                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
385                                          unsigned long new_usage_in_excess)
386 {
387         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
388         struct rb_node *parent = NULL;
389         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
390         bool rightmost = true;
391
392         if (mz->on_tree)
393                 return;
394
395         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
396         if (!mz->usage_in_excess)
397                 return;
398         while (*p) {
399                 parent = *p;
400                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
401                                         tree_node);
402                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
403                         p = &(*p)->rb_left;
404                         rightmost = false;
405                 }
406
407                 /*
408                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
409                  * limit by the same amount
410                  */
411                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
412                         p = &(*p)->rb_right;
413         }
414
415         if (rightmost)
416                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
417
418         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
419         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
420         mz->on_tree = true;
421 }
422
423 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
424                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
425 {
426         if (!mz->on_tree)
427                 return;
428
429         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
430                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
431
432         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
433         mz->on_tree = false;
434 }
435
436 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
437                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
438 {
439         unsigned long flags;
440
441         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
442         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
443         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
444 }
445
446 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
449         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
450         unsigned long excess = 0;
451
452         if (nr_pages > soft_limit)
453                 excess = nr_pages - soft_limit;
454
455         return excess;
456 }
457
458 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
459 {
460         unsigned long excess;
461         struct mem_cgroup_per_node *mz;
462         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
463
464         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
465         if (!mctz)
466                 return;
467         /*
468          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
469          * because their event counter is not touched.
470          */
471         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
472                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
473                 excess = soft_limit_excess(memcg);
474                 /*
475                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
476                  * mem is over its softlimit.
477                  */
478                 if (excess || mz->on_tree) {
479                         unsigned long flags;
480
481                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
482                         /* if on-tree, remove it */
483                         if (mz->on_tree)
484                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
485                         /*
486                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
487                          * If excess is 0, no tree ops.
488                          */
489                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
490                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
491                 }
492         }
493 }
494
495 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
496 {
497         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
498         struct mem_cgroup_per_node *mz;
499         int nid;
500
501         for_each_node(nid) {
502                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
503                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
504                 if (mctz)
505                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
506         }
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_per_node *
510 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
511 {
512         struct mem_cgroup_per_node *mz;
513
514 retry:
515         mz = NULL;
516         if (!mctz->rb_rightmost)
517                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
518
519         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
520                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
521         /*
522          * Remove the node now but someone else can add it back,
523          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
524          * position in the tree.
525          */
526         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
527         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
528             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
529                 goto retry;
530 done:
531         return mz;
532 }
533
534 static struct mem_cgroup_per_node *
535 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
536 {
537         struct mem_cgroup_per_node *mz;
538
539         spin_lock_irq(&mctz->lock);
540         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
541         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
542         return mz;
543 }
544
545 /*
546  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
547  *
548  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
549  *
550  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
551  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
552  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
553  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
554  *
555  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
556  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
557  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
558  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
559  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
560  *
561  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
562  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
563  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
564  * implemented.
565  *
566  * The parameter idx can be of type enum memcg_event_item or vm_event_item.
567  */
568
569 static unsigned long memcg_sum_events(struct mem_cgroup *memcg,
570                                       int event)
571 {
572         unsigned long val = 0;
573         int cpu;
574
575         for_each_possible_cpu(cpu)
576                 val += per_cpu(memcg->stat->events[event], cpu);
577         return val;
578 }
579
580 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
581                                          struct page *page,
582                                          bool compound, int nr_pages)
583 {
584         /*
585          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
586          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
587          */
588         if (PageAnon(page))
589                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_RSS], nr_pages);
590         else {
591                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_CACHE], nr_pages);
592                 if (PageSwapBacked(page))
593                         __this_cpu_add(memcg->stat->count[NR_SHMEM], nr_pages);
594         }
595
596         if (compound) {
597                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
598                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_RSS_HUGE], nr_pages);
599         }
600
601         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
602         if (nr_pages > 0)
603                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[PGPGIN]);
604         else {
605                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[PGPGOUT]);
606                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
607         }
608
609         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
610 }
611
612 unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
613                                            int nid, unsigned int lru_mask)
614 {
615         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
616         unsigned long nr = 0;
617         enum lru_list lru;
618
619         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
620
621         for_each_lru(lru) {
622                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
623                         continue;
624                 nr += mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
625         }
626         return nr;
627 }
628
629 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
630                         unsigned int lru_mask)
631 {
632         unsigned long nr = 0;
633         int nid;
634
635         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
636                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
637         return nr;
638 }
639
640 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
641                                        enum mem_cgroup_events_target target)
642 {
643         unsigned long val, next;
644
645         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
646         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
647         /* from time_after() in jiffies.h */
648         if ((long)(next - val) < 0) {
649                 switch (target) {
650                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
651                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
652                         break;
653                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
654                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
655                         break;
656                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
657                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
658                         break;
659                 default:
660                         break;
661                 }
662                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
663                 return true;
664         }
665         return false;
666 }
667
668 /*
669  * Check events in order.
670  *
671  */
672 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
673 {
674         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
675         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
676                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
677                 bool do_softlimit;
678                 bool do_numainfo __maybe_unused;
679
680                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
681                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
682 #if MAX_NUMNODES > 1
683                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
684                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
685 #endif
686                 mem_cgroup_threshold(memcg);
687                 if (unlikely(do_softlimit))
688                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
689 #if MAX_NUMNODES > 1
690                 if (unlikely(do_numainfo))
691                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
692 #endif
693         }
694 }
695
696 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
697 {
698         /*
699          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
700          * if it races with swapoff, page migration, etc.
701          * So this can be called with p == NULL.
702          */
703         if (unlikely(!p))
704                 return NULL;
705
706         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
707 }
708 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
709
710 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
711 {
712         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
713
714         rcu_read_lock();
715         do {
716                 /*
717                  * Page cache insertions can happen withou an
718                  * actual mm context, e.g. during disk probing
719                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
720                  */
721                 if (unlikely(!mm))
722                         memcg = root_mem_cgroup;
723                 else {
724                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
725                         if (unlikely(!memcg))
726                                 memcg = root_mem_cgroup;
727                 }
728         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
729         rcu_read_unlock();
730         return memcg;
731 }
732
733 /**
734  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
735  * @root: hierarchy root
736  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
737  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
738  *
739  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
740  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
741  *
742  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
743  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
744  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
745  *
746  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
747  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
748  * reclaimers operating on the same zone and priority.
749  */
750 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
751                                    struct mem_cgroup *prev,
752                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
753 {
754         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
755         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
756         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
757         struct mem_cgroup *pos = NULL;
758
759         if (mem_cgroup_disabled())
760                 return NULL;
761
762         if (!root)
763                 root = root_mem_cgroup;
764
765         if (prev && !reclaim)
766                 pos = prev;
767
768         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
769                 if (prev)
770                         goto out;
771                 return root;
772         }
773
774         rcu_read_lock();
775
776         if (reclaim) {
777                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
778
779                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
780                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
781
782                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
783                         goto out_unlock;
784
785                 while (1) {
786                         pos = READ_ONCE(iter->position);
787                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
788                                 break;
789                         /*
790                          * css reference reached zero, so iter->position will
791                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
792                          * rely on this happening soon, because ->css_released
793                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
794                          * might block it. So we clear iter->position right
795                          * away.
796                          */
797                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
798                 }
799         }
800
801         if (pos)
802                 css = &pos->css;
803
804         for (;;) {
805                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
806                 if (!css) {
807                         /*
808                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
809                          * new one might jump in right at the end of
810                          * the hierarchy - make sure they see at least
811                          * one group and restart from the beginning.
812                          */
813                         if (!prev)
814                                 continue;
815                         break;
816                 }
817
818                 /*
819                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
820                  * is provided by the caller, so we know it's alive
821                  * and kicking, and don't take an extra reference.
822                  */
823                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
824
825                 if (css == &root->css)
826                         break;
827
828                 if (css_tryget(css))
829                         break;
830
831                 memcg = NULL;
832         }
833
834         if (reclaim) {
835                 /*
836                  * The position could have already been updated by a competing
837                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
838                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
839                  */
840                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
841
842                 if (pos)
843                         css_put(&pos->css);
844
845                 if (!memcg)
846                         iter->generation++;
847                 else if (!prev)
848                         reclaim->generation = iter->generation;
849         }
850
851 out_unlock:
852         rcu_read_unlock();
853 out:
854         if (prev && prev != root)
855                 css_put(&prev->css);
856
857         return memcg;
858 }
859
860 /**
861  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
862  * @root: hierarchy root
863  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
864  */
865 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
866                            struct mem_cgroup *prev)
867 {
868         if (!root)
869                 root = root_mem_cgroup;
870         if (prev && prev != root)
871                 css_put(&prev->css);
872 }
873
874 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
875 {
876         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
877         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
878         struct mem_cgroup_per_node *mz;
879         int nid;
880         int i;
881
882         while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg))) {
883                 for_each_node(nid) {
884                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
885                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
886                                 iter = &mz->iter[i];
887                                 cmpxchg(&iter->position,
888                                         dead_memcg, NULL);
889                         }
890                 }
891         }
892 }
893
894 /*
895  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
896  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
897  * be used for reference counting.
898  */
899 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
900         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
901              iter != NULL;                              \
902              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
903
904 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
905         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
906              iter != NULL;                              \
907              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
908
909 /**
910  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
911  * @memcg: hierarchy root
912  * @fn: function to call for each task
913  * @arg: argument passed to @fn
914  *
915  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
916  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
917  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
918  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
919  *
920  * This function must not be called for the root memory cgroup.
921  */
922 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
923                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
924 {
925         struct mem_cgroup *iter;
926         int ret = 0;
927
928         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
929
930         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
931                 struct css_task_iter it;
932                 struct task_struct *task;
933
934                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
935                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
936                         ret = fn(task, arg);
937                 css_task_iter_end(&it);
938                 if (ret) {
939                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
940                         break;
941                 }
942         }
943         return ret;
944 }
945
946 /**
947  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
948  * @page: the page
949  * @zone: zone of the page
950  *
951  * This function is only safe when following the LRU page isolation
952  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
953  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
954  */
955 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
956 {
957         struct mem_cgroup_per_node *mz;
958         struct mem_cgroup *memcg;
959         struct lruvec *lruvec;
960
961         if (mem_cgroup_disabled()) {
962                 lruvec = &pgdat->lruvec;
963                 goto out;
964         }
965
966         memcg = page->mem_cgroup;
967         /*
968          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
969          * possibly migrated - before they are charged.
970          */
971         if (!memcg)
972                 memcg = root_mem_cgroup;
973
974         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
975         lruvec = &mz->lruvec;
976 out:
977         /*
978          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
979          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
980          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
981          */
982         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
983                 lruvec->pgdat = pgdat;
984         return lruvec;
985 }
986
987 /**
988  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
989  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
990  * @lru: index of lru list the page is sitting on
991  * @zid: zone id of the accounted pages
992  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
993  *
994  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
995  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
996  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
997  */
998 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
999                                 int zid, int nr_pages)
1000 {
1001         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1002         unsigned long *lru_size;
1003         long size;
1004
1005         if (mem_cgroup_disabled())
1006                 return;
1007
1008         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1009         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1010
1011         if (nr_pages < 0)
1012                 *lru_size += nr_pages;
1013
1014         size = *lru_size;
1015         if (WARN_ONCE(size < 0,
1016                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1017                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1018                 VM_BUG_ON(1);
1019                 *lru_size = 0;
1020         }
1021
1022         if (nr_pages > 0)
1023                 *lru_size += nr_pages;
1024 }
1025
1026 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1027 {
1028         struct mem_cgroup *task_memcg;
1029         struct task_struct *p;
1030         bool ret;
1031
1032         p = find_lock_task_mm(task);
1033         if (p) {
1034                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1035                 task_unlock(p);
1036         } else {
1037                 /*
1038                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1039                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1040                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1041                  */
1042                 rcu_read_lock();
1043                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1044                 css_get(&task_memcg->css);
1045                 rcu_read_unlock();
1046         }
1047         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1048         css_put(&task_memcg->css);
1049         return ret;
1050 }
1051
1052 /**
1053  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1054  * @memcg: the memory cgroup
1055  *
1056  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1057  * pages.
1058  */
1059 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1060 {
1061         unsigned long margin = 0;
1062         unsigned long count;
1063         unsigned long limit;
1064
1065         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1066         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1067         if (count < limit)
1068                 margin = limit - count;
1069
1070         if (do_memsw_account()) {
1071                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1072                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1073                 if (count <= limit)
1074                         margin = min(margin, limit - count);
1075                 else
1076                         margin = 0;
1077         }
1078
1079         return margin;
1080 }
1081
1082 /*
1083  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1084  *
1085  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1086  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1087  * caused by "move".
1088  */
1089 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1090 {
1091         struct mem_cgroup *from;
1092         struct mem_cgroup *to;
1093         bool ret = false;
1094         /*
1095          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1096          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1097          */
1098         spin_lock(&mc.lock);
1099         from = mc.from;
1100         to = mc.to;
1101         if (!from)
1102                 goto unlock;
1103
1104         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1105                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1106 unlock:
1107         spin_unlock(&mc.lock);
1108         return ret;
1109 }
1110
1111 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1112 {
1113         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1114                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1115                         DEFINE_WAIT(wait);
1116                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1117                         /* moving charge context might have finished. */
1118                         if (mc.moving_task)
1119                                 schedule();
1120                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1121                         return true;
1122                 }
1123         }
1124         return false;
1125 }
1126
1127 unsigned int memcg1_stats[] = {
1128         MEMCG_CACHE,
1129         MEMCG_RSS,
1130         MEMCG_RSS_HUGE,
1131         NR_SHMEM,
1132         NR_FILE_MAPPED,
1133         NR_FILE_DIRTY,
1134         NR_WRITEBACK,
1135         MEMCG_SWAP,
1136 };
1137
1138 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
1139         "cache",
1140         "rss",
1141         "rss_huge",
1142         "shmem",
1143         "mapped_file",
1144         "dirty",
1145         "writeback",
1146         "swap",
1147 };
1148
1149 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1150 /**
1151  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1152  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1153  * @p: Task that is going to be killed
1154  *
1155  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1156  * enabled
1157  */
1158 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1159 {
1160         struct mem_cgroup *iter;
1161         unsigned int i;
1162
1163         rcu_read_lock();
1164
1165         if (p) {
1166                 pr_info("Task in ");
1167                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1168                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1169         } else {
1170                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1171         }
1172
1173         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1174         pr_cont("\n");
1175
1176         rcu_read_unlock();
1177
1178         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1179                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1180                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1181         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1182                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1183                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1184         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1185                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1186                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1187
1188         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1189                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1190                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1191                 pr_cont(":");
1192
1193                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
1194                         if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_swap_account)
1195                                 continue;
1196                         pr_cont(" %s:%luKB", memcg1_stat_names[i],
1197                                 K(memcg_page_state(iter, memcg1_stats[i])));
1198                 }
1199
1200                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1201                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1202                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1203
1204                 pr_cont("\n");
1205         }
1206 }
1207
1208 /*
1209  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1210  * 1(self count) if no children.
1211  */
1212 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1213 {
1214         int num = 0;
1215         struct mem_cgroup *iter;
1216
1217         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1218                 num++;
1219         return num;
1220 }
1221
1222 /*
1223  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1224  */
1225 unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1226 {
1227         unsigned long limit;
1228
1229         limit = memcg->memory.limit;
1230         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1231                 unsigned long memsw_limit;
1232                 unsigned long swap_limit;
1233
1234                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1235                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1236                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1237                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1238         }
1239         return limit;
1240 }
1241
1242 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1243                                      int order)
1244 {
1245         struct oom_control oc = {
1246                 .zonelist = NULL,
1247                 .nodemask = NULL,
1248                 .memcg = memcg,
1249                 .gfp_mask = gfp_mask,
1250                 .order = order,
1251         };
1252         bool ret;
1253
1254         mutex_lock(&oom_lock);
1255         ret = out_of_memory(&oc);
1256         mutex_unlock(&oom_lock);
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 #if MAX_NUMNODES > 1
1261
1262 /**
1263  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1264  * @memcg: the target memcg
1265  * @nid: the node ID to be checked.
1266  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1267  *
1268  * This function returns whether the specified memcg contains any
1269  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1270  * pages in the node.
1271  */
1272 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1273                 int nid, bool noswap)
1274 {
1275         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1276                 return true;
1277         if (noswap || !total_swap_pages)
1278                 return false;
1279         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1280                 return true;
1281         return false;
1282
1283 }
1284
1285 /*
1286  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1287  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1288  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1289  *
1290  */
1291 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1292 {
1293         int nid;
1294         /*
1295          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1296          * pagein/pageout changes since the last update.
1297          */
1298         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1299                 return;
1300         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1301                 return;
1302
1303         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1304         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1305
1306         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1307
1308                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1309                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1310         }
1311
1312         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1313         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1318  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1319  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1320  *
1321  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1322  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1323  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1324  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1325  *
1326  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1327  */
1328 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         int node;
1331
1332         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1333         node = memcg->last_scanned_node;
1334
1335         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1336         /*
1337          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1338          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1339          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1340          */
1341         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1342                 node = numa_node_id();
1343
1344         memcg->last_scanned_node = node;
1345         return node;
1346 }
1347 #else
1348 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1349 {
1350         return 0;
1351 }
1352 #endif
1353
1354 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1355                                    pg_data_t *pgdat,
1356                                    gfp_t gfp_mask,
1357                                    unsigned long *total_scanned)
1358 {
1359         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1360         int total = 0;
1361         int loop = 0;
1362         unsigned long excess;
1363         unsigned long nr_scanned;
1364         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1365                 .pgdat = pgdat,
1366                 .priority = 0,
1367         };
1368
1369         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1370
1371         while (1) {
1372                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1373                 if (!victim) {
1374                         loop++;
1375                         if (loop >= 2) {
1376                                 /*
1377                                  * If we have not been able to reclaim
1378                                  * anything, it might because there are
1379                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1380                                  */
1381                                 if (!total)
1382                                         break;
1383                                 /*
1384                                  * We want to do more targeted reclaim.
1385                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1386                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1387                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1388                                  */
1389                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1390                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1391                                         break;
1392                         }
1393                         continue;
1394                 }
1395                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1396                                         pgdat, &nr_scanned);
1397                 *total_scanned += nr_scanned;
1398                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1399                         break;
1400         }
1401         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1402         return total;
1403 }
1404
1405 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1406 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1407         .name = "memcg_oom_lock",
1408 };
1409 #endif
1410
1411 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1412
1413 /*
1414  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1415  * If someone is running, return false.
1416  */
1417 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1418 {
1419         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1420
1421         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1422
1423         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1424                 if (iter->oom_lock) {
1425                         /*
1426                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1427                          * so we cannot give a lock.
1428                          */
1429                         failed = iter;
1430                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1431                         break;
1432                 } else
1433                         iter->oom_lock = true;
1434         }
1435
1436         if (failed) {
1437                 /*
1438                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1439                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1440                  */
1441                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1442                         if (iter == failed) {
1443                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1444                                 break;
1445                         }
1446                         iter->oom_lock = false;
1447                 }
1448         } else
1449                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1450
1451         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1452
1453         return !failed;
1454 }
1455
1456 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         struct mem_cgroup *iter;
1459
1460         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1461         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1462         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1463                 iter->oom_lock = false;
1464         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1465 }
1466
1467 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1468 {
1469         struct mem_cgroup *iter;
1470
1471         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1472         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1473                 iter->under_oom++;
1474         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1475 }
1476
1477 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1478 {
1479         struct mem_cgroup *iter;
1480
1481         /*
1482          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1483          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1484          */
1485         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1486         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1487                 if (iter->under_oom > 0)
1488                         iter->under_oom--;
1489         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1490 }
1491
1492 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1493
1494 struct oom_wait_info {
1495         struct mem_cgroup *memcg;
1496         wait_queue_entry_t      wait;
1497 };
1498
1499 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1500         unsigned mode, int sync, void *arg)
1501 {
1502         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1503         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1504         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1505
1506         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1507         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1508
1509         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1510             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1511                 return 0;
1512         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1513 }
1514
1515 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         /*
1518          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1519          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1520          * this function is called as a result of userland actions
1521          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1522          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1523          * triggering notification.
1524          */
1525         if (memcg && memcg->under_oom)
1526                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1527 }
1528
1529 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1530 {
1531         if (!current->memcg_may_oom)
1532                 return;
1533         /*
1534          * We are in the middle of the charge context here, so we
1535          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1536          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1537          *
1538          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1539          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1540          * invocation might not even be necessary.
1541          *
1542          * That's why we don't do anything here except remember the
1543          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1544          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1545          * and when we know whether the fault was overall successful.
1546          */
1547         css_get(&memcg->css);
1548         current->memcg_in_oom = memcg;
1549         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1550         current->memcg_oom_order = order;
1551 }
1552
1553 /**
1554  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1555  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1556  *
1557  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1558  * handler was enabled.
1559  *
1560  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1561  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1562  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1563  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1564  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1565  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1566  *
1567  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1568  * completed, %false otherwise.
1569  */
1570 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1571 {
1572         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1573         struct oom_wait_info owait;
1574         bool locked;
1575
1576         /* OOM is global, do not handle */
1577         if (!memcg)
1578                 return false;
1579
1580         if (!handle)
1581                 goto cleanup;
1582
1583         owait.memcg = memcg;
1584         owait.wait.flags = 0;
1585         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1586         owait.wait.private = current;
1587         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1588
1589         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1590         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1591
1592         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1593
1594         if (locked)
1595                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1596
1597         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1598                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1599                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1600                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1601                                          current->memcg_oom_order);
1602         } else {
1603                 schedule();
1604                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1605                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1606         }
1607
1608         if (locked) {
1609                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1610                 /*
1611                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1612                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1613                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1614                  */
1615                 memcg_oom_recover(memcg);
1616         }
1617 cleanup:
1618         current->memcg_in_oom = NULL;
1619         css_put(&memcg->css);
1620         return true;
1621 }
1622
1623 /**
1624  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1625  * @page: the page
1626  *
1627  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1628  * another cgroup.
1629  *
1630  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1631  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1632  * when @page might get freed inside the locked section.
1633  */
1634 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1635 {
1636         struct mem_cgroup *memcg;
1637         unsigned long flags;
1638
1639         /*
1640          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1641          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1642          * because page moving starts with an RCU grace period.
1643          *
1644          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1645          * the page state that is going to change is the only thing
1646          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1647          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1648          * keep off truncation, migration and so forth.
1649          */
1650         rcu_read_lock();
1651
1652         if (mem_cgroup_disabled())
1653                 return NULL;
1654 again:
1655         memcg = page->mem_cgroup;
1656         if (unlikely(!memcg))
1657                 return NULL;
1658
1659         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1660                 return memcg;
1661
1662         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1663         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1664                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1665                 goto again;
1666         }
1667
1668         /*
1669          * When charge migration first begins, we can have locked and
1670          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1671          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1672          */
1673         memcg->move_lock_task = current;
1674         memcg->move_lock_flags = flags;
1675
1676         return memcg;
1677 }
1678 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1679
1680 /**
1681  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
1682  * @memcg: the memcg
1683  *
1684  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
1685  */
1686 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1689                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1690
1691                 memcg->move_lock_task = NULL;
1692                 memcg->move_lock_flags = 0;
1693
1694                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1695         }
1696
1697         rcu_read_unlock();
1698 }
1699
1700 /**
1701  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1702  * @page: the page
1703  */
1704 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1705 {
1706         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
1707 }
1708 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1709
1710 /*
1711  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1712  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1713  */
1714 #define CHARGE_BATCH    32U
1715 struct memcg_stock_pcp {
1716         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1717         unsigned int nr_pages;
1718         struct work_struct work;
1719         unsigned long flags;
1720 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1721 };
1722 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1723 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1724
1725 /**
1726  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1727  * @memcg: memcg to consume from.
1728  * @nr_pages: how many pages to charge.
1729  *
1730  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1731  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1732  * service an allocation will refill the stock.
1733  *
1734  * returns true if successful, false otherwise.
1735  */
1736 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1737 {
1738         struct memcg_stock_pcp *stock;
1739         unsigned long flags;
1740         bool ret = false;
1741
1742         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1743                 return ret;
1744
1745         local_irq_save(flags);
1746
1747         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1748         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1749                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1750                 ret = true;
1751         }
1752
1753         local_irq_restore(flags);
1754
1755         return ret;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1760  */
1761 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1762 {
1763         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1764
1765         if (stock->nr_pages) {
1766                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1767                 if (do_memsw_account())
1768                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1769                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1770                 stock->nr_pages = 0;
1771         }
1772         stock->cached = NULL;
1773 }
1774
1775 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1776 {
1777         struct memcg_stock_pcp *stock;
1778         unsigned long flags;
1779
1780         local_irq_save(flags);
1781
1782         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1783         drain_stock(stock);
1784         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1785
1786         local_irq_restore(flags);
1787 }
1788
1789 /*
1790  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1791  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1792  */
1793 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1794 {
1795         struct memcg_stock_pcp *stock;
1796         unsigned long flags;
1797
1798         local_irq_save(flags);
1799
1800         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1801         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1802                 drain_stock(stock);
1803                 stock->cached = memcg;
1804         }
1805         stock->nr_pages += nr_pages;
1806
1807         if (stock->nr_pages > CHARGE_BATCH)
1808                 drain_stock(stock);
1809
1810         local_irq_restore(flags);
1811 }
1812
1813 /*
1814  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1815  * of the hierarchy under it.
1816  */
1817 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1818 {
1819         int cpu, curcpu;
1820
1821         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1822         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1823                 return;
1824         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1825         get_online_cpus();
1826         curcpu = get_cpu();
1827         for_each_online_cpu(cpu) {
1828                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1829                 struct mem_cgroup *memcg;
1830
1831                 memcg = stock->cached;
1832                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1833                         continue;
1834                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1835                         continue;
1836                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1837                         if (cpu == curcpu)
1838                                 drain_local_stock(&stock->work);
1839                         else
1840                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1841                 }
1842         }
1843         put_cpu();
1844         put_online_cpus();
1845         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1846 }
1847
1848 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
1849 {
1850         struct memcg_stock_pcp *stock;
1851
1852         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1853         drain_stock(stock);
1854         return 0;
1855 }
1856
1857 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1858                          unsigned int nr_pages,
1859                          gfp_t gfp_mask)
1860 {
1861         do {
1862                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1863                         continue;
1864                 mem_cgroup_event(memcg, MEMCG_HIGH);
1865                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1866         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1867 }
1868
1869 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1870 {
1871         struct mem_cgroup *memcg;
1872
1873         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1874         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1879  * and reclaims memory over the high limit.
1880  */
1881 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1882 {
1883         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1884         struct mem_cgroup *memcg;
1885
1886         if (likely(!nr_pages))
1887                 return;
1888
1889         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1890         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1891         css_put(&memcg->css);
1892         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1893 }
1894
1895 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1896                       unsigned int nr_pages)
1897 {
1898         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1899         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1900         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1901         struct page_counter *counter;
1902         unsigned long nr_reclaimed;
1903         bool may_swap = true;
1904         bool drained = false;
1905
1906         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1907                 return 0;
1908 retry:
1909         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1910                 return 0;
1911
1912         if (!do_memsw_account() ||
1913             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1914                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1915                         goto done_restock;
1916                 if (do_memsw_account())
1917                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1918                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1919         } else {
1920                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1921                 may_swap = false;
1922         }
1923
1924         if (batch > nr_pages) {
1925                 batch = nr_pages;
1926                 goto retry;
1927         }
1928
1929         /*
1930          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
1931          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
1932          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
1933          * free their memory.
1934          */
1935         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current) ||
1936                      fatal_signal_pending(current) ||
1937                      current->flags & PF_EXITING))
1938                 goto force;
1939
1940         /*
1941          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
1942          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
1943          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
1944          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
1945          */
1946         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
1947                 goto force;
1948
1949         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
1950                 goto nomem;
1951
1952         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
1953                 goto nomem;
1954
1955         mem_cgroup_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
1956
1957         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
1958                                                     gfp_mask, may_swap);
1959
1960         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1961                 goto retry;
1962
1963         if (!drained) {
1964                 drain_all_stock(mem_over_limit);
1965                 drained = true;
1966                 goto retry;
1967         }
1968
1969         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1970                 goto nomem;
1971         /*
1972          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
1973          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
1974          * before killing the task.
1975          *
1976          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
1977          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
1978          * to regular pages anyway in case of failure.
1979          */
1980         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
1981                 goto retry;
1982         /*
1983          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
1984          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
1985          */
1986         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
1987                 goto retry;
1988
1989         if (nr_retries--)
1990                 goto retry;
1991
1992         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
1993                 goto force;
1994
1995         if (fatal_signal_pending(current))
1996                 goto force;
1997
1998         mem_cgroup_event(mem_over_limit, MEMCG_OOM);
1999
2000         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2001                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2002 nomem:
2003         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2004                 return -ENOMEM;
2005 force:
2006         /*
2007          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2008          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2009          * temporarily by force charging it.
2010          */
2011         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2012         if (do_memsw_account())
2013                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2014         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2015
2016         return 0;
2017
2018 done_restock:
2019         css_get_many(&memcg->css, batch);
2020         if (batch > nr_pages)
2021                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2022
2023         /*
2024          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2025          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2026          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2027          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2028          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2029          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2030          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2031          */
2032         do {
2033                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2034                         /* Don't bother a random interrupted task */
2035                         if (in_interrupt()) {
2036                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2037                                 break;
2038                         }
2039                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2040                         set_notify_resume(current);
2041                         break;
2042                 }
2043         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2044
2045         return 0;
2046 }
2047
2048 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2049 {
2050         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2051                 return;
2052
2053         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2054         if (do_memsw_account())
2055                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2056
2057         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2058 }
2059
2060 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2061 {
2062         struct zone *zone = page_zone(page);
2063
2064         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
2065         if (PageLRU(page)) {
2066                 struct lruvec *lruvec;
2067
2068                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2069                 ClearPageLRU(page);
2070                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2071                 *isolated = 1;
2072         } else
2073                 *isolated = 0;
2074 }
2075
2076 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2077 {
2078         struct zone *zone = page_zone(page);
2079
2080         if (isolated) {
2081                 struct lruvec *lruvec;
2082
2083                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2084                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2085                 SetPageLRU(page);
2086                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2087         }
2088         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
2089 }
2090
2091 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2092                           bool lrucare)
2093 {
2094         int isolated;
2095
2096         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2097
2098         /*
2099          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2100          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2101          */
2102         if (lrucare)
2103                 lock_page_lru(page, &isolated);
2104
2105         /*
2106          * Nobody should be changing or seriously looking at
2107          * page->mem_cgroup at this point:
2108          *
2109          * - the page is uncharged
2110          *
2111          * - the page is off-LRU
2112          *
2113          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2114          *   a locked page table
2115          *
2116          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2117          *   have the page locked
2118          */
2119         page->mem_cgroup = memcg;
2120
2121         if (lrucare)
2122                 unlock_page_lru(page, isolated);
2123 }
2124
2125 #ifndef CONFIG_SLOB
2126 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2127 {
2128         int id, size;
2129         int err;
2130
2131         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2132                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2133         if (id < 0)
2134                 return id;
2135
2136         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2137                 return id;
2138
2139         /*
2140          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2141          * so we have to grow them.
2142          */
2143         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2144
2145         size = 2 * (id + 1);
2146         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2147                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2148         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2149                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2150
2151         err = memcg_update_all_caches(size);
2152         if (!err)
2153                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2154         if (!err)
2155                 memcg_nr_cache_ids = size;
2156
2157         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2158
2159         if (err) {
2160                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2161                 return err;
2162         }
2163         return id;
2164 }
2165
2166 static void memcg_free_cache_id(int id)
2167 {
2168         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2169 }
2170
2171 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2172         struct mem_cgroup *memcg;
2173         struct kmem_cache *cachep;
2174         struct work_struct work;
2175 };
2176
2177 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2178 {
2179         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2180                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2181         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2182         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2183
2184         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2185
2186         css_put(&memcg->css);
2187         kfree(cw);
2188 }
2189
2190 /*
2191  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2192  */
2193 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2194                                                struct kmem_cache *cachep)
2195 {
2196         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2197
2198         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2199         if (!cw)
2200                 return;
2201
2202         css_get(&memcg->css);
2203
2204         cw->memcg = memcg;
2205         cw->cachep = cachep;
2206         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2207
2208         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2209 }
2210
2211 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2212                                              struct kmem_cache *cachep)
2213 {
2214         /*
2215          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2216          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2217          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2218          *
2219          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2220          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2221          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2222          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2223          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2224          */
2225         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2226         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2227         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2228 }
2229
2230 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2231 {
2232         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2233                 return true;
2234         return false;
2235 }
2236
2237 /**
2238  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2239  * @cachep: the original global kmem cache
2240  *
2241  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2242  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2243  *
2244  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2245  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2246  * go through with the original cache.
2247  *
2248  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2249  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2250  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2251  * reference.
2252  */
2253 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2254 {
2255         struct mem_cgroup *memcg;
2256         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2257         int kmemcg_id;
2258
2259         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2260
2261         if (memcg_kmem_bypass())
2262                 return cachep;
2263
2264         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2265                 return cachep;
2266
2267         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2268         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2269         if (kmemcg_id < 0)
2270                 goto out;
2271
2272         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2273         if (likely(memcg_cachep))
2274                 return memcg_cachep;
2275
2276         /*
2277          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2278          * context), we could be be predictable and return right away.
2279          * This would guarantee that the allocation being performed
2280          * already belongs in the new cache.
2281          *
2282          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2283          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2284          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2285          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2286          * defer everything.
2287          */
2288         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2289 out:
2290         css_put(&memcg->css);
2291         return cachep;
2292 }
2293
2294 /**
2295  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2296  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2297  */
2298 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2299 {
2300         if (!is_root_cache(cachep))
2301                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2302 }
2303
2304 /**
2305  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page
2306  * @page: page to charge
2307  * @gfp: reclaim mode
2308  * @order: allocation order
2309  * @memcg: memory cgroup to charge
2310  *
2311  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2312  */
2313 int memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2314                             struct mem_cgroup *memcg)
2315 {
2316         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2317         struct page_counter *counter;
2318         int ret;
2319
2320         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2321         if (ret)
2322                 return ret;
2323
2324         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2325             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2326                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2327                 return -ENOMEM;
2328         }
2329
2330         page->mem_cgroup = memcg;
2331
2332         return 0;
2333 }
2334
2335 /**
2336  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2337  * @page: page to charge
2338  * @gfp: reclaim mode
2339  * @order: allocation order
2340  *
2341  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2342  */
2343 int memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2344 {
2345         struct mem_cgroup *memcg;
2346         int ret = 0;
2347
2348         if (memcg_kmem_bypass())
2349                 return 0;
2350
2351         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2352         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2353                 ret = memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2354                 if (!ret)
2355                         __SetPageKmemcg(page);
2356         }
2357         css_put(&memcg->css);
2358         return ret;
2359 }
2360 /**
2361  * memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2362  * @page: page to uncharge
2363  * @order: allocation order
2364  */
2365 void memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2366 {
2367         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2368         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2369
2370         if (!memcg)
2371                 return;
2372
2373         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2374
2375         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2376                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2377
2378         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2379         if (do_memsw_account())
2380                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2381
2382         page->mem_cgroup = NULL;
2383
2384         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2385         if (PageKmemcg(page))
2386                 __ClearPageKmemcg(page);
2387
2388         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2389 }
2390 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2391
2392 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2393
2394 /*
2395  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2396  * zone_lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2397  */
2398 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2399 {
2400         int i;
2401
2402         if (mem_cgroup_disabled())
2403                 return;
2404
2405         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2406                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2407
2408         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEMCG_RSS_HUGE],
2409                        HPAGE_PMD_NR);
2410 }
2411 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2412
2413 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2414 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2415                                        int nr_entries)
2416 {
2417         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_SWAP], nr_entries);
2418 }
2419
2420 /**
2421  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2422  * @entry: swap entry to be moved
2423  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2424  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2425  *
2426  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2427  * as the mem_cgroup's id of @from.
2428  *
2429  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2430  *
2431  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2432  * both res and memsw, and called css_get().
2433  */
2434 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2435                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2436 {
2437         unsigned short old_id, new_id;
2438
2439         old_id = mem_cgroup_id(from);
2440         new_id = mem_cgroup_id(to);
2441
2442         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2443                 mem_cgroup_swap_statistics(from, -1);
2444                 mem_cgroup_swap_statistics(to, 1);
2445                 return 0;
2446         }
2447         return -EINVAL;
2448 }
2449 #else
2450 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2451                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2452 {
2453         return -EINVAL;
2454 }
2455 #endif
2456
2457 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2458
2459 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2460                                    unsigned long limit)
2461 {
2462         unsigned long curusage;
2463         unsigned long oldusage;
2464         bool enlarge = false;
2465         int retry_count;
2466         int ret;
2467
2468         /*
2469          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2470          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2471          * of # of children which we should visit in this loop.
2472          */
2473         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2474                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2475
2476         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2477
2478         do {
2479                 if (signal_pending(current)) {
2480                         ret = -EINTR;
2481                         break;
2482                 }
2483
2484                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2485                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2486                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2487                         ret = -EINVAL;
2488                         break;
2489                 }
2490                 if (limit > memcg->memory.limit)
2491                         enlarge = true;
2492                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2493                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2494
2495                 if (!ret)
2496                         break;
2497
2498                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2499
2500                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2501                 /* Usage is reduced ? */
2502                 if (curusage >= oldusage)
2503                         retry_count--;
2504                 else
2505                         oldusage = curusage;
2506         } while (retry_count);
2507
2508         if (!ret && enlarge)
2509                 memcg_oom_recover(memcg);
2510
2511         return ret;
2512 }
2513
2514 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2515                                          unsigned long limit)
2516 {
2517         unsigned long curusage;
2518         unsigned long oldusage;
2519         bool enlarge = false;
2520         int retry_count;
2521         int ret;
2522
2523         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2524         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2525                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2526
2527         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2528
2529         do {
2530                 if (signal_pending(current)) {
2531                         ret = -EINTR;
2532                         break;
2533                 }
2534
2535                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2536                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2537                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2538                         ret = -EINVAL;
2539                         break;
2540                 }
2541                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2542                         enlarge = true;
2543                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2544                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2545
2546                 if (!ret)
2547                         break;
2548
2549                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2550
2551                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2552                 /* Usage is reduced ? */
2553                 if (curusage >= oldusage)
2554                         retry_count--;
2555                 else
2556                         oldusage = curusage;
2557         } while (retry_count);
2558
2559         if (!ret && enlarge)
2560                 memcg_oom_recover(memcg);
2561
2562         return ret;
2563 }
2564
2565 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2566                                             gfp_t gfp_mask,
2567                                             unsigned long *total_scanned)
2568 {
2569         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2570         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2571         unsigned long reclaimed;
2572         int loop = 0;
2573         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2574         unsigned long excess;
2575         unsigned long nr_scanned;
2576
2577         if (order > 0)
2578                 return 0;
2579
2580         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2581
2582         /*
2583          * Do not even bother to check the largest node if the root
2584          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2585          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2586          */
2587         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2588                 return 0;
2589
2590         /*
2591          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2592          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2593          * pressure
2594          */
2595         do {
2596                 if (next_mz)
2597                         mz = next_mz;
2598                 else
2599                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2600                 if (!mz)
2601                         break;
2602
2603                 nr_scanned = 0;
2604                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2605                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2606                 nr_reclaimed += reclaimed;
2607                 *total_scanned += nr_scanned;
2608                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2609                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2610
2611                 /*
2612                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2613                  * it is time to move on to the next cgroup
2614                  */
2615                 next_mz = NULL;
2616                 if (!reclaimed)
2617                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2618
2619                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2620                 /*
2621                  * One school of thought says that we should not add
2622                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2623                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2624                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2625                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2626                  * term TODO.
2627                  */
2628                 /* If excess == 0, no tree ops */
2629                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2630                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2631                 css_put(&mz->memcg->css);
2632                 loop++;
2633                 /*
2634                  * Could not reclaim anything and there are no more
2635                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2636                  * reclaiming anything.
2637                  */
2638                 if (!nr_reclaimed &&
2639                         (next_mz == NULL ||
2640                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2641                         break;
2642         } while (!nr_reclaimed);
2643         if (next_mz)
2644                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2645         return nr_reclaimed;
2646 }
2647
2648 /*
2649  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2650  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2651  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2652  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2653  */
2654 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2655 {
2656         bool ret;
2657
2658         rcu_read_lock();
2659         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2660         rcu_read_unlock();
2661         return ret;
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2666  *
2667  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2668  */
2669 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2670 {
2671         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2672
2673         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2674         lru_add_drain_all();
2675         /* try to free all pages in this cgroup */
2676         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2677                 int progress;
2678
2679                 if (signal_pending(current))
2680                         return -EINTR;
2681
2682                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2683                                                         GFP_KERNEL, true);
2684                 if (!progress) {
2685                         nr_retries--;
2686                         /* maybe some writeback is necessary */
2687                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2688                 }
2689
2690         }
2691
2692         return 0;
2693 }
2694
2695 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2696                                             char *buf, size_t nbytes,
2697                                             loff_t off)
2698 {
2699         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2700
2701         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2702                 return -EINVAL;
2703         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2704 }
2705
2706 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2707                                      struct cftype *cft)
2708 {
2709         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2710 }
2711
2712 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2713                                       struct cftype *cft, u64 val)
2714 {
2715         int retval = 0;
2716         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2717         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2718
2719         if (memcg->use_hierarchy == val)
2720                 return 0;
2721
2722         /*
2723          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2724          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2725          * occur, provided the current cgroup has no children.
2726          *
2727          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2728          * set if there are no children.
2729          */
2730         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2731                                 (val == 1 || val == 0)) {
2732                 if (!memcg_has_children(memcg))
2733                         memcg->use_hierarchy = val;
2734                 else
2735                         retval = -EBUSY;
2736         } else
2737                 retval = -EINVAL;
2738
2739         return retval;
2740 }
2741
2742 static void tree_stat(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *stat)
2743 {
2744         struct mem_cgroup *iter;
2745         int i;
2746
2747         memset(stat, 0, sizeof(*stat) * MEMCG_NR_STAT);
2748
2749         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2750                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
2751                         stat[i] += memcg_page_state(iter, i);
2752         }
2753 }
2754
2755 static void tree_events(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *events)
2756 {
2757         struct mem_cgroup *iter;
2758         int i;
2759
2760         memset(events, 0, sizeof(*events) * MEMCG_NR_EVENTS);
2761
2762         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2763                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_EVENTS; i++)
2764                         events[i] += memcg_sum_events(iter, i);
2765         }
2766 }
2767
2768 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2769 {
2770         unsigned long val = 0;
2771
2772         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2773                 struct mem_cgroup *iter;
2774
2775                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2776                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_CACHE);
2777                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_RSS);
2778                         if (swap)
2779                                 val += memcg_page_state(iter, MEMCG_SWAP);
2780                 }
2781         } else {
2782                 if (!swap)
2783                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2784                 else
2785                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2786         }
2787         return val;
2788 }
2789
2790 enum {
2791         RES_USAGE,
2792         RES_LIMIT,
2793         RES_MAX_USAGE,
2794         RES_FAILCNT,
2795         RES_SOFT_LIMIT,
2796 };
2797
2798 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2799                                struct cftype *cft)
2800 {
2801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2802         struct page_counter *counter;
2803
2804         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2805         case _MEM:
2806                 counter = &memcg->memory;
2807                 break;
2808         case _MEMSWAP:
2809                 counter = &memcg->memsw;
2810                 break;
2811         case _KMEM:
2812                 counter = &memcg->kmem;
2813                 break;
2814         case _TCP:
2815                 counter = &memcg->tcpmem;
2816                 break;
2817         default:
2818                 BUG();
2819         }
2820
2821         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2822         case RES_USAGE:
2823                 if (counter == &memcg->memory)
2824                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2825                 if (counter == &memcg->memsw)
2826                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2827                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2828         case RES_LIMIT:
2829                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2830         case RES_MAX_USAGE:
2831                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2832         case RES_FAILCNT:
2833                 return counter->failcnt;
2834         case RES_SOFT_LIMIT:
2835                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2836         default:
2837                 BUG();
2838         }
2839 }
2840
2841 #ifndef CONFIG_SLOB
2842 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2843 {
2844         int memcg_id;
2845
2846         if (cgroup_memory_nokmem)
2847                 return 0;
2848
2849         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2850         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2851
2852         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2853         if (memcg_id < 0)
2854                 return memcg_id;
2855
2856         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2857         /*
2858          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2859          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2860          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2861          * patched.
2862          */
2863         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2864         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2865         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
2866
2867         return 0;
2868 }
2869
2870 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2871 {
2872         struct cgroup_subsys_state *css;
2873         struct mem_cgroup *parent, *child;
2874         int kmemcg_id;
2875
2876         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2877                 return;
2878         /*
2879          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2880          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2881          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2882          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2883          */
2884         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2885
2886         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2887
2888         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2889         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2890
2891         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2892         if (!parent)
2893                 parent = root_mem_cgroup;
2894
2895         /*
2896          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2897          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2898          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2899          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2900          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2901          * memcg_drain_all_list_lrus().
2902          */
2903         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
2904         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2905                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2906                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2907                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2908                 if (!memcg->use_hierarchy)
2909                         break;
2910         }
2911         rcu_read_unlock();
2912
2913         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2914
2915         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2916 }
2917
2918 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2919 {
2920         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2921         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2922                 memcg_offline_kmem(memcg);
2923
2924         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2925                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2926                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2927                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2928         }
2929 }
2930 #else
2931 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2932 {
2933         return 0;
2934 }
2935 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2936 {
2937 }
2938 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2939 {
2940 }
2941 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2942
2943 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2944                                    unsigned long limit)
2945 {
2946         int ret;
2947
2948         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2949         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2950         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2951         return ret;
2952 }
2953
2954 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2955 {
2956         int ret;
2957
2958         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2959
2960         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2961         if (ret)
2962                 goto out;
2963
2964         if (!memcg->tcpmem_active) {
2965                 /*
2966                  * The active flag needs to be written after the static_key
2967                  * update. This is what guarantees that the socket activation
2968                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
2969                  * for details, and note that we don't mark any socket as
2970                  * belonging to this memcg until that flag is up.
2971                  *
2972                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
2973                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
2974                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
2975                  * yet, we'll lose accounting.
2976                  *
2977                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
2978                  * because when this value change, the code to process it is not
2979                  * patched in yet.
2980                  */
2981                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
2982                 memcg->tcpmem_active = true;
2983         }
2984 out:
2985         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2986         return ret;
2987 }
2988
2989 /*
2990  * The user of this function is...
2991  * RES_LIMIT.
2992  */
2993 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
2994                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
2995 {
2996         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2997         unsigned long nr_pages;
2998         int ret;
2999
3000         buf = strstrip(buf);
3001         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3002         if (ret)
3003                 return ret;
3004
3005         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3006         case RES_LIMIT:
3007                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3008                         ret = -EINVAL;
3009                         break;
3010                 }
3011                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3012                 case _MEM:
3013                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3014                         break;
3015                 case _MEMSWAP:
3016                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3017                         break;
3018                 case _KMEM:
3019                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3020                         break;
3021                 case _TCP:
3022                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3023                         break;
3024                 }
3025                 break;
3026         case RES_SOFT_LIMIT:
3027                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3028                 ret = 0;
3029                 break;
3030         }
3031         return ret ?: nbytes;
3032 }
3033
3034 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3035                                 size_t nbytes, loff_t off)
3036 {
3037         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3038         struct page_counter *counter;
3039
3040         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3041         case _MEM:
3042                 counter = &memcg->memory;
3043                 break;
3044         case _MEMSWAP:
3045                 counter = &memcg->memsw;
3046                 break;
3047         case _KMEM:
3048                 counter = &memcg->kmem;
3049                 break;
3050         case _TCP:
3051                 counter = &memcg->tcpmem;
3052                 break;
3053         default:
3054                 BUG();
3055         }
3056
3057         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3058         case RES_MAX_USAGE:
3059                 page_counter_reset_watermark(counter);
3060                 break;
3061         case RES_FAILCNT:
3062                 counter->failcnt = 0;
3063                 break;
3064         default:
3065                 BUG();
3066         }
3067
3068         return nbytes;
3069 }
3070
3071 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3072                                         struct cftype *cft)
3073 {
3074         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3075 }
3076
3077 #ifdef CONFIG_MMU
3078 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3079                                         struct cftype *cft, u64 val)
3080 {
3081         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3082
3083         if (val & ~MOVE_MASK)
3084                 return -EINVAL;
3085
3086         /*
3087          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3088          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3089          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3090          * affect task migrations starting after the change.
3091          */
3092         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3093         return 0;
3094 }
3095 #else
3096 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3097                                         struct cftype *cft, u64 val)
3098 {
3099         return -ENOSYS;
3100 }
3101 #endif
3102
3103 #ifdef CONFIG_NUMA
3104 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3105 {
3106         struct numa_stat {
3107                 const char *name;
3108                 unsigned int lru_mask;
3109         };
3110
3111         static const struct numa_stat stats[] = {
3112                 { "total", LRU_ALL },
3113                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3114                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3115                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3116         };
3117         const struct numa_stat *stat;
3118         int nid;
3119         unsigned long nr;
3120         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3121
3122         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3123                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3124                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3125                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3126                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3127                                                           stat->lru_mask);
3128                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3129                 }
3130                 seq_putc(m, '\n');
3131         }
3132
3133         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3134                 struct mem_cgroup *iter;
3135
3136                 nr = 0;
3137                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3138                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3139                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3140                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3141                         nr = 0;
3142                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3143                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3144                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3145                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3146                 }
3147                 seq_putc(m, '\n');
3148         }
3149
3150         return 0;
3151 }
3152 #endif /* CONFIG_NUMA */
3153
3154 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3155 unsigned int memcg1_events[] = {
3156         PGPGIN,
3157         PGPGOUT,
3158         PGFAULT,
3159         PGMAJFAULT,
3160 };
3161
3162 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3163         "pgpgin",
3164         "pgpgout",
3165         "pgfault",
3166         "pgmajfault",
3167 };
3168
3169 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3170 {
3171         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3172         unsigned long memory, memsw;
3173         struct mem_cgroup *mi;
3174         unsigned int i;
3175
3176         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3177         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3178
3179         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3180                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3181                         continue;
3182                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3183                            memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3184                            PAGE_SIZE);
3185         }
3186
3187         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3188                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3189                            memcg_sum_events(memcg, memcg1_events[i]));
3190
3191         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3192                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3193                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3194
3195         /* Hierarchical information */
3196         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3197         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3198                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3199                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3200         }
3201         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3202                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3203         if (do_memsw_account())
3204                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3205                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3206
3207         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3208                 unsigned long long val = 0;
3209
3210                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3211                         continue;
3212                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3213                         val += memcg_page_state(mi, memcg1_stats[i]) *
3214                         PAGE_SIZE;
3215                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i], val);
3216         }
3217
3218         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++) {
3219                 unsigned long long val = 0;
3220
3221                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3222                         val += memcg_sum_events(mi, memcg1_events[i]);
3223                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i], val);
3224         }
3225
3226         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3227                 unsigned long long val = 0;
3228
3229                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3230                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3231                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3232         }
3233
3234 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3235         {
3236                 pg_data_t *pgdat;
3237                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3238                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3239                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3240                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3241
3242                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3243                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3244                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3245
3246                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3247                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3248                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3249                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3250                 }
3251                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3252                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3253                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3254                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3255         }
3256 #endif
3257
3258         return 0;
3259 }
3260
3261 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3262                                       struct cftype *cft)
3263 {
3264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3265
3266         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3267 }
3268
3269 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3270                                        struct cftype *cft, u64 val)
3271 {
3272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3273
3274         if (val > 100)
3275                 return -EINVAL;
3276
3277         if (css->parent)
3278                 memcg->swappiness = val;
3279         else
3280                 vm_swappiness = val;
3281
3282         return 0;
3283 }
3284
3285 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3286 {
3287         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3288         unsigned long usage;
3289         int i;
3290
3291         rcu_read_lock();
3292         if (!swap)
3293                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3294         else
3295                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3296
3297         if (!t)
3298                 goto unlock;
3299
3300         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3301
3302         /*
3303          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3304          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3305          * call of __mem_cgroup_threshold().
3306          */
3307         i = t->current_threshold;
3308
3309         /*
3310          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3311          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3312          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3313          * only one element of the array here.
3314          */
3315         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3316                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3317
3318         /* i = current_threshold + 1 */
3319         i++;
3320
3321         /*
3322          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3323          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3324          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3325          * only one element of the array here.
3326          */
3327         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3328                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3329
3330         /* Update current_threshold */
3331         t->current_threshold = i - 1;
3332 unlock:
3333         rcu_read_unlock();
3334 }
3335
3336 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3337 {
3338         while (memcg) {
3339                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3340                 if (do_memsw_account())
3341                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3342
3343                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3344         }
3345 }
3346
3347 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3348 {
3349         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3350         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3351
3352         if (_a->threshold > _b->threshold)
3353                 return 1;
3354
3355         if (_a->threshold < _b->threshold)
3356                 return -1;
3357
3358         return 0;
3359 }
3360
3361 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3362 {
3363         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3364
3365         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3366
3367         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3368                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3369
3370         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3371         return 0;
3372 }
3373
3374 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3375 {
3376         struct mem_cgroup *iter;
3377
3378         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3379                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3380 }
3381
3382 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3383         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3384 {
3385         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3386         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3387         unsigned long threshold;
3388         unsigned long usage;
3389         int i, size, ret;
3390
3391         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3392         if (ret)
3393                 return ret;
3394
3395         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3396
3397         if (type == _MEM) {
3398                 thresholds = &memcg->thresholds;
3399                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3400         } else if (type == _MEMSWAP) {
3401                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3402                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3403         } else
3404                 BUG();
3405
3406         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3407         if (thresholds->primary)
3408                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3409
3410         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3411
3412         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3413         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3414                         GFP_KERNEL);
3415         if (!new) {
3416                 ret = -ENOMEM;
3417                 goto unlock;
3418         }
3419         new->size = size;
3420
3421         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3422         if (thresholds->primary) {
3423                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3424                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3425         }
3426
3427         /* Add new threshold */
3428         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3429         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3430
3431         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3432         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3433                         compare_thresholds, NULL);
3434
3435         /* Find current threshold */
3436         new->current_threshold = -1;
3437         for (i = 0; i < size; i++) {
3438                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3439                         /*
3440                          * new->current_threshold will not be used until
3441                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3442                          * it here.
3443                          */
3444                         ++new->current_threshold;
3445                 } else
3446                         break;
3447         }
3448
3449         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3450         kfree(thresholds->spare);
3451         thresholds->spare = thresholds->primary;
3452
3453         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3454
3455         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3456         synchronize_rcu();
3457
3458 unlock:
3459         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3460
3461         return ret;
3462 }
3463
3464 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3465         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3466 {
3467         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3468 }
3469
3470 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3471         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3472 {
3473         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3474 }
3475
3476 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3477         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3478 {
3479         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3480         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3481         unsigned long usage;
3482         int i, j, size;
3483
3484         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3485
3486         if (type == _MEM) {
3487                 thresholds = &memcg->thresholds;
3488                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3489         } else if (type == _MEMSWAP) {
3490                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3491                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3492         } else
3493                 BUG();
3494
3495         if (!thresholds->primary)
3496                 goto unlock;
3497
3498         /* Check if a threshold crossed before removing */
3499         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3500
3501         /* Calculate new number of threshold */
3502         size = 0;
3503         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3504                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3505                         size++;
3506         }
3507
3508         new = thresholds->spare;
3509
3510         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3511         if (!size) {
3512                 kfree(new);
3513                 new = NULL;
3514                 goto swap_buffers;
3515         }
3516
3517         new->size = size;
3518
3519         /* Copy thresholds and find current threshold */
3520         new->current_threshold = -1;
3521         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3522                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3523                         continue;
3524
3525                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3526                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3527                         /*
3528                          * new->current_threshold will not be used
3529                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3530                          * it here.
3531                          */
3532                         ++new->current_threshold;
3533                 }
3534                 j++;
3535         }
3536
3537 swap_buffers:
3538         /* Swap primary and spare array */
3539         thresholds->spare = thresholds->primary;
3540
3541         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3542
3543         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3544         synchronize_rcu();
3545
3546         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3547         if (!new) {
3548                 kfree(thresholds->spare);
3549                 thresholds->spare = NULL;
3550         }
3551 unlock:
3552         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3553 }
3554
3555 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3556         struct eventfd_ctx *eventfd)
3557 {
3558         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3559 }
3560
3561 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3562         struct eventfd_ctx *eventfd)
3563 {
3564         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3565 }
3566
3567 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3568         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3569 {
3570         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3571
3572         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3573         if (!event)
3574                 return -ENOMEM;
3575
3576         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3577
3578         event->eventfd = eventfd;
3579         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3580
3581         /* already in OOM ? */
3582         if (memcg->under_oom)
3583                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3584         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3585
3586         return 0;
3587 }
3588
3589 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3590         struct eventfd_ctx *eventfd)
3591 {
3592         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3593
3594         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3595
3596         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3597                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3598                         list_del(&ev->list);
3599                         kfree(ev);
3600                 }
3601         }
3602
3603         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3604 }
3605
3606 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3607 {
3608         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3609
3610         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3611         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3612         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n", memcg_sum_events(memcg, OOM_KILL));
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3617         struct cftype *cft, u64 val)
3618 {
3619         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3620
3621         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3622         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3623                 return -EINVAL;
3624
3625         memcg->oom_kill_disable = val;
3626         if (!val)
3627                 memcg_oom_recover(memcg);
3628
3629         return 0;
3630 }
3631
3632 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3633
3634 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3635 {
3636         return &memcg->cgwb_list;
3637 }
3638
3639 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3640 {
3641         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3642 }
3643
3644 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3645 {
3646         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3647 }
3648
3649 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3650 {
3651         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3652 }
3653
3654 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3655 {
3656         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3657
3658         if (!memcg->css.parent)
3659                 return NULL;
3660
3661         return &memcg->cgwb_domain;
3662 }
3663
3664 /**
3665  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3666  * @wb: bdi_writeback in question
3667  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3668  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3669  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3670  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3671  *
3672  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3673  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3674  * is a bit more involved.
3675  *
3676  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3677  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3678  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3679  * available memory in the system.  The caller should further cap
3680  * *@pheadroom accordingly.
3681  */
3682 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3683                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3684                          unsigned long *pwriteback)
3685 {
3686         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3687         struct mem_cgroup *parent;
3688
3689         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
3690
3691         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3692         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
3693         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3694                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3695         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3696
3697         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3698                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3699                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3700
3701                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3702                 memcg = parent;
3703         }
3704 }
3705
3706 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3707
3708 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3709 {
3710         return 0;
3711 }
3712
3713 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3714 {
3715 }
3716
3717 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3718 {
3719 }
3720
3721 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3722
3723 /*
3724  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3725  *
3726  * "cgroup.event_control" implementation.
3727  *
3728  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3729  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3730  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3731  *
3732  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3733  * possible.
3734  */
3735
3736 /*
3737  * Unregister event and free resources.
3738  *
3739  * Gets called from workqueue.
3740  */
3741 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3742 {
3743         struct mem_cgroup_event *event =
3744                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3745         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3746
3747         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3748
3749         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3750
3751         /* Notify userspace the event is going away. */
3752         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3753
3754         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3755         kfree(event);
3756         css_put(&memcg->css);
3757 }
3758
3759 /*
3760  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3761  *
3762  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3763  */
3764 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
3765                             int sync, void *key)
3766 {
3767         struct mem_cgroup_event *event =
3768                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3769         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3770         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3771
3772         if (flags & POLLHUP) {
3773                 /*
3774                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3775                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3776                  * for us.
3777                  *
3778                  * We can't race against event freeing since the other
3779                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3780                  * which we hold.
3781                  */
3782                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3783                 if (!list_empty(&event->list)) {
3784                         list_del_init(&event->list);
3785                         /*
3786                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3787                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3788                          */
3789                         schedule_work(&event->remove);
3790                 }
3791                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3792         }
3793
3794         return 0;
3795 }
3796
3797 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3798                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3799 {
3800         struct mem_cgroup_event *event =
3801                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3802
3803         event->wqh = wqh;
3804         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3805 }
3806
3807 /*
3808  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3809  *
3810  * Parse input and register new cgroup event handler.
3811  *
3812  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3813  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3814  */
3815 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3816                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3817 {
3818         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3819         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3820         struct mem_cgroup_event *event;
3821         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3822         unsigned int efd, cfd;
3823         struct fd efile;
3824         struct fd cfile;
3825         const char *name;
3826         char *endp;
3827         int ret;
3828
3829         buf = strstrip(buf);
3830
3831         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3832         if (*endp != ' ')
3833                 return -EINVAL;
3834         buf = endp + 1;
3835
3836         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3837         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3838                 return -EINVAL;
3839         buf = endp + 1;
3840
3841         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3842         if (!event)
3843                 return -ENOMEM;
3844
3845         event->memcg = memcg;
3846         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3847         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3848         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3849         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3850
3851         efile = fdget(efd);
3852         if (!efile.file) {
3853                 ret = -EBADF;
3854                 goto out_kfree;
3855         }
3856
3857         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3858         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3859                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3860                 goto out_put_efile;
3861         }
3862
3863         cfile = fdget(cfd);
3864         if (!cfile.file) {
3865                 ret = -EBADF;
3866                 goto out_put_eventfd;
3867         }
3868
3869         /* the process need read permission on control file */
3870         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3871         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3872         if (ret < 0)
3873                 goto out_put_cfile;
3874
3875         /*
3876          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3877          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3878          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3879          * is for compatibility anyway.
3880          *
3881          * DO NOT ADD NEW FILES.
3882          */
3883         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3884
3885         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3886                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3887                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3888         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3889                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3890                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3891         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3892                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3893                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3894         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3895                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3896                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3897         } else {
3898                 ret = -EINVAL;
3899                 goto out_put_cfile;
3900         }
3901
3902         /*
3903          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3904          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3905          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3906          */
3907         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3908                                                &memory_cgrp_subsys);
3909         ret = -EINVAL;
3910         if (IS_ERR(cfile_css))
3911                 goto out_put_cfile;
3912         if (cfile_css != css) {
3913                 css_put(cfile_css);
3914                 goto out_put_cfile;
3915         }
3916
3917         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3918         if (ret)
3919                 goto out_put_css;
3920
3921         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3922
3923         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3924         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3925         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3926
3927         fdput(cfile);
3928         fdput(efile);
3929
3930         return nbytes;
3931
3932 out_put_css:
3933         css_put(css);
3934 out_put_cfile:
3935         fdput(cfile);
3936 out_put_eventfd:
3937         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3938 out_put_efile:
3939         fdput(efile);
3940 out_kfree:
3941         kfree(event);
3942
3943         return ret;
3944 }
3945
3946 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3947         {
3948                 .name = "usage_in_bytes",
3949                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3950                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3951         },
3952         {
3953                 .name = "max_usage_in_bytes",
3954                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3955                 .write = mem_cgroup_reset,
3956                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3957         },
3958         {
3959                 .name = "limit_in_bytes",
3960                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3961                 .write = mem_cgroup_write,
3962                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3963         },
3964         {
3965                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3967                 .write = mem_cgroup_write,
3968                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3969         },
3970         {
3971                 .name = "failcnt",
3972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3973                 .write = mem_cgroup_reset,
3974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3975         },
3976         {
3977                 .name = "stat",
3978                 .seq_show = memcg_stat_show,
3979         },
3980         {
3981                 .name = "force_empty",
3982                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
3983         },
3984         {
3985                 .name = "use_hierarchy",
3986                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
3987                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
3988         },
3989         {
3990                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
3991                 .write = memcg_write_event_control,
3992                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
3993         },
3994         {
3995                 .name = "swappiness",
3996                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
3997                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
3998         },
3999         {
4000                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4001                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4002                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4003         },
4004         {
4005                 .name = "oom_control",
4006                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4007                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4008                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4009         },
4010         {
4011                 .name = "pressure_level",
4012         },
4013 #ifdef CONFIG_NUMA
4014         {
4015                 .name = "numa_stat",
4016                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4017         },
4018 #endif
4019         {
4020                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4022                 .write = mem_cgroup_write,
4023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4024         },
4025         {
4026                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4029         },
4030         {
4031                 .name = "kmem.failcnt",
4032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4033                 .write = mem_cgroup_reset,
4034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4035         },
4036         {
4037                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4038                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4039                 .write = mem_cgroup_reset,
4040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4041         },
4042 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4043         {
4044                 .name = "kmem.slabinfo",
4045                 .seq_start = memcg_slab_start,
4046                 .seq_next = memcg_slab_next,
4047                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4048                 .seq_show = memcg_slab_show,
4049         },
4050 #endif
4051         {
4052                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4053                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4054                 .write = mem_cgroup_write,
4055                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4056         },
4057         {
4058                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4059                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4060                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4061         },
4062         {
4063                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4064                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4065                 .write = mem_cgroup_reset,
4066                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4067         },
4068         {
4069                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4070                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4071                 .write = mem_cgroup_reset,
4072                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4073         },
4074         { },    /* terminate */
4075 };
4076
4077 /*
4078  * Private memory cgroup IDR
4079  *
4080  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4081  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4082  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4083  * memory-controlled cgroups to 64k.
4084  *
4085  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4086  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4087  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4088  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4089  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4090  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4091  *
4092  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4093  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4094  * when the CSS is offlined.
4095  *
4096  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4097  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4098  * those references are manageable from userspace.
4099  */
4100
4101 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4102
4103 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4104 {
4105         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) <= 0);
4106         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4107 }
4108
4109 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4110 {
4111         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) < n);
4112         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4113                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4114                 memcg->id.id = 0;
4115
4116                 /* Memcg ID pins CSS */
4117                 css_put(&memcg->css);
4118         }
4119 }
4120
4121 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4122 {
4123         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4124 }
4125
4126 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4127 {
4128         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4129 }
4130
4131 /**
4132  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4133  * @id: the memcg id to look up
4134  *
4135  * Caller must hold rcu_read_lock().
4136  */
4137 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4138 {
4139         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4140         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4141 }
4142
4143 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4144 {
4145         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4146         int tmp = node;
4147         /*
4148          * This routine is called against possible nodes.
4149          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4150          *
4151          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4152          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4153          *       function.
4154          */
4155         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4156                 tmp = -1;
4157         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4158         if (!pn)
4159                 return 1;
4160
4161         pn->lruvec_stat = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4162         if (!pn->lruvec_stat) {
4163                 kfree(pn);
4164                 return 1;
4165         }
4166
4167         lruvec_init(&pn->lruvec);
4168         pn->usage_in_excess = 0;
4169         pn->on_tree = false;
4170         pn->memcg = memcg;
4171
4172         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4173         return 0;
4174 }
4175
4176 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4177 {
4178         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4179
4180         free_percpu(pn->lruvec_stat);
4181         kfree(pn);
4182 }
4183
4184 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4185 {
4186         int node;
4187
4188         for_each_node(node)
4189                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4190         free_percpu(memcg->stat);
4191         kfree(memcg);
4192 }
4193
4194 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4195 {
4196         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4197         __mem_cgroup_free(memcg);
4198 }
4199
4200 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4201 {
4202         struct mem_cgroup *memcg;
4203         size_t size;
4204         int node;
4205
4206         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4207         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4208
4209         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4210         if (!memcg)
4211                 return NULL;
4212
4213         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4214                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4215                                  GFP_KERNEL);
4216         if (memcg->id.id < 0)
4217                 goto fail;
4218
4219         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4220         if (!memcg->stat)
4221                 goto fail;
4222
4223         for_each_node(node)
4224                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4225                         goto fail;
4226
4227         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4228                 goto fail;
4229
4230         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4231         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4232         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4233         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4234         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4235         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4236         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4237         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4238         memcg->socket_pressure = jiffies;
4239 #ifndef CONFIG_SLOB
4240         memcg->kmemcg_id = -1;
4241 #endif
4242 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4243         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4244 #endif
4245         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4246         return memcg;
4247 fail:
4248         if (memcg->id.id > 0)
4249                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4250         __mem_cgroup_free(memcg);
4251         return NULL;
4252 }
4253
4254 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4255 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4256 {
4257         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4258         struct mem_cgroup *memcg;
4259         long error = -ENOMEM;
4260
4261         memcg = mem_cgroup_alloc();
4262         if (!memcg)
4263                 return ERR_PTR(error);
4264
4265         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4266         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4267         if (parent) {
4268                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4269                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4270         }
4271         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4272                 memcg->use_hierarchy = true;
4273                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4274                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4275                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4276                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4277                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4278         } else {
4279                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4280                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4281                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4282                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4283                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4284                 /*
4285                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4286                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4287                  * unfortunate state in our controller.
4288                  */
4289                 if (parent != root_mem_cgroup)
4290                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4291         }
4292
4293         /* The following stuff does not apply to the root */
4294         if (!parent) {
4295                 root_mem_cgroup = memcg;
4296                 return &memcg->css;
4297         }
4298
4299         error = memcg_online_kmem(memcg);
4300         if (error)
4301                 goto fail;
4302
4303         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4304                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4305
4306         return &memcg->css;
4307 fail:
4308         mem_cgroup_free(memcg);
4309         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4310 }
4311
4312 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4313 {
4314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4315
4316         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4317         atomic_set(&memcg->id.ref, 1);
4318         css_get(css);
4319         return 0;
4320 }
4321
4322 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4323 {
4324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4325         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4326
4327         /*
4328          * Unregister events and notify userspace.
4329          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4330          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4331          */
4332         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4333         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4334                 list_del_init(&event->list);
4335                 schedule_work(&event->remove);
4336         }
4337         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4338
4339         memcg->low = 0;
4340
4341         memcg_offline_kmem(memcg);
4342         wb_memcg_offline(memcg);
4343
4344         mem_cgroup_id_put(memcg);
4345 }
4346
4347 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4348 {
4349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4350
4351         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4352 }
4353
4354 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4355 {
4356         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4357
4358         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4359                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4360
4361         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4362                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4363
4364         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4365         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4366         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4367         memcg_free_kmem(memcg);
4368         mem_cgroup_free(memcg);
4369 }
4370
4371 /**
4372  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4373  * @css: the target css
4374  *
4375  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4376  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4377  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4378  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4379  * made visible again.
4380  *
4381  * The current implementation only resets the essential configurations.
4382  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4383  */
4384 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4385 {
4386         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4387
4388         page_counter_limit(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4389         page_counter_limit(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4390         page_counter_limit(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4391         page_counter_limit(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4392         page_counter_limit(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4393         memcg->low = 0;
4394         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4395         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4396         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4397 }
4398
4399 #ifdef CONFIG_MMU
4400 /* Handlers for move charge at task migration. */
4401 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4402 {
4403         int ret;
4404
4405         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4406         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4407         if (!ret) {
4408                 mc.precharge += count;
4409                 return ret;
4410         }
4411
4412         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4413         while (count--) {
4414                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4415                 if (ret)
4416                         return ret;
4417                 mc.precharge++;
4418                 cond_resched();
4419         }
4420         return 0;
4421 }
4422
4423 union mc_target {
4424         struct page     *page;
4425         swp_entry_t     ent;
4426 };
4427
4428 enum mc_target_type {
4429         MC_TARGET_NONE = 0,
4430         MC_TARGET_PAGE,
4431         MC_TARGET_SWAP,
4432         MC_TARGET_DEVICE,
4433 };
4434
4435 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4436                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4437 {
4438         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4439
4440         if (!page || !page_mapped(page))
4441                 return NULL;
4442         if (PageAnon(page)) {
4443                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4444                         return NULL;
4445         } else {
4446                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4447                         return NULL;
4448         }
4449         if (!get_page_unless_zero(page))
4450                 return NULL;
4451
4452         return page;
4453 }
4454
4455 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4456 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4457                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4458 {
4459         struct page *page = NULL;
4460         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4461
4462         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4463                 return NULL;
4464
4465         /*
4466          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4467          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4468          * as special swap entry in the CPU page table.
4469          */
4470         if (is_device_private_entry(ent)) {
4471                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4472                 /*
4473                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4474                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4475                  */
4476                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4477                         return NULL;
4478                 return page;
4479         }
4480
4481         /*
4482          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4483          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4484          */
4485         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4486         if (do_memsw_account())
4487                 entry->val = ent.val;
4488
4489         return page;
4490 }
4491 #else
4492 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4493                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4494 {
4495         return NULL;
4496 }
4497 #endif
4498
4499 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4500                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4501 {
4502         struct page *page = NULL;
4503         struct address_space *mapping;
4504         pgoff_t pgoff;
4505
4506         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4507                 return NULL;
4508         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4509                 return NULL;
4510
4511         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4512         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4513
4514         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4515 #ifdef CONFIG_SWAP
4516         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4517         if (shmem_mapping(mapping)) {
4518                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4519                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4520                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4521                         if (do_memsw_account())
4522                                 *entry = swp;
4523                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4524                                              swp_offset(swp));
4525                 }
4526         } else
4527                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4528 #else
4529         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4530 #endif
4531         return page;
4532 }
4533
4534 /**
4535  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4536  * @page: the page
4537  * @compound: charge the page as compound or small page
4538  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4539  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4540  *
4541  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4542  *
4543  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4544  * from old cgroup.
4545  */
4546 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4547                                    bool compound,
4548                                    struct mem_cgroup *from,
4549                                    struct mem_cgroup *to)
4550 {
4551         unsigned long flags;
4552         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4553         int ret;
4554         bool anon;
4555
4556         VM_BUG_ON(from == to);
4557         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4558         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4559
4560         /*
4561          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4562          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4563          */
4564         ret = -EBUSY;
4565         if (!trylock_page(page))
4566                 goto out;
4567
4568         ret = -EINVAL;
4569         if (page->mem_cgroup != from)
4570                 goto out_unlock;
4571
4572         anon = PageAnon(page);
4573
4574         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4575
4576         if (!anon && page_mapped(page)) {
4577                 __this_cpu_sub(from->stat->count[NR_FILE_MAPPED], nr_pages);
4578                 __this_cpu_add(to->stat->count[NR_FILE_MAPPED], nr_pages);
4579         }
4580
4581         /*
4582          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4583          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
4584          * So mapping should be stable for dirty pages.
4585          */
4586         if (!anon && PageDirty(page)) {
4587                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4588
4589                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4590                         __this_cpu_sub(from->stat->count[NR_FILE_DIRTY],
4591                                        nr_pages);
4592                         __this_cpu_add(to->stat->count[NR_FILE_DIRTY],
4593                                        nr_pages);
4594                 }
4595         }
4596
4597         if (PageWriteback(page)) {
4598                 __this_cpu_sub(from->stat->count[NR_WRITEBACK], nr_pages);
4599                 __this_cpu_add(to->stat->count[NR_WRITEBACK], nr_pages);
4600         }
4601
4602         /*
4603          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4604          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4605          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4606          */
4607
4608         /* caller should have done css_get */
4609         page->mem_cgroup = to;
4610         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4611
4612         ret = 0;
4613
4614         local_irq_disable();
4615         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4616         memcg_check_events(to, page);
4617         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4618         memcg_check_events(from, page);
4619         local_irq_enable();
4620 out_unlock:
4621         unlock_page(page);
4622 out:
4623         return ret;
4624 }
4625
4626 /**
4627  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4628  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4629  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4630  * @ptent: the pte to be checked
4631  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4632  *
4633  * Returns
4634  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4635  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4636  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4637  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4638  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4639  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4640  *     in target->ent.
4641  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
4642  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
4643  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
4644  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
4645  *     regular page.
4646  *
4647  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
4648  *
4649  * Called with pte lock held.
4650  */
4651
4652 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4653                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4654 {
4655         struct page *page = NULL;
4656         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4657         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4658
4659         if (pte_present(ptent))
4660                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4661         else if (is_swap_pte(ptent))
4662                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
4663         else if (pte_none(ptent))
4664                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4665
4666         if (!page && !ent.val)
4667                 return ret;
4668         if (page) {
4669                 /*
4670                  * Do only loose check w/o serialization.
4671                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4672                  * not under LRU exclusion.
4673                  */
4674                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4675                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4676                         if (is_device_private_page(page) ||
4677                             is_device_public_page(page))
4678                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
4679                         if (target)
4680                                 target->page = page;
4681                 }
4682                 if (!ret || !target)
4683                         put_page(page);
4684         }
4685         /*
4686          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
4687          * But we cannot move a tail-page in a THP.
4688          */
4689         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
4690             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4691                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4692                 if (target)
4693                         target->ent = ent;
4694         }
4695         return ret;
4696 }
4697
4698 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4699 /*
4700  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
4701  * not support them for now.
4702  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4703  */
4704 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4705                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4706 {
4707         struct page *page = NULL;
4708         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4709
4710         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
4711                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
4712                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
4713                 return ret;
4714         }
4715         page = pmd_page(pmd);
4716         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4717         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4718                 return ret;
4719         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4720                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4721                 if (target) {
4722                         get_page(page);
4723                         target->page = page;
4724                 }
4725         }
4726         return ret;
4727 }
4728 #else
4729 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4730                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4731 {
4732         return MC_TARGET_NONE;
4733 }
4734 #endif
4735
4736 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4737                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4738                                         struct mm_walk *walk)
4739 {
4740         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4741         pte_t *pte;
4742         spinlock_t *ptl;
4743
4744         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4745         if (ptl) {
4746                 /*
4747                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
4748                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
4749                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
4750                  */
4751                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4752                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4753                 spin_unlock(ptl);
4754                 return 0;
4755         }
4756
4757         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4758                 return 0;
4759         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4760         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4761                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4762                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4763         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4764         cond_resched();
4765
4766         return 0;
4767 }
4768
4769 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4770 {
4771         unsigned long precharge;
4772
4773         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4774                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4775                 .mm = mm,
4776         };
4777         down_read(&mm->mmap_sem);
4778         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
4779                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4780         up_read(&mm->mmap_sem);
4781
4782         precharge = mc.precharge;
4783         mc.precharge = 0;
4784
4785         return precharge;
4786 }
4787
4788 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4789 {
4790         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4791
4792         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4793         mc.moving_task = current;
4794         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4795 }
4796
4797 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4798 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4799 {
4800         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4801         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4802
4803         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4804         if (mc.precharge) {
4805                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4806                 mc.precharge = 0;
4807         }
4808         /*
4809          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4810          * we must uncharge here.
4811          */
4812         if (mc.moved_charge) {
4813                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4814                 mc.moved_charge = 0;
4815         }
4816         /* we must fixup refcnts and charges */
4817         if (mc.moved_swap) {
4818                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4819                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4820                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4821
4822                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4823
4824                 /*
4825                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4826                  * should uncharge to->memory.
4827                  */
4828                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4829                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4830
4831                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
4832                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4833
4834                 mc.moved_swap = 0;
4835         }
4836         memcg_oom_recover(from);
4837         memcg_oom_recover(to);
4838         wake_up_all(&mc.waitq);
4839 }
4840
4841 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4842 {
4843         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4844
4845         /*
4846          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4847          * task migration.
4848          */
4849         mc.moving_task = NULL;
4850         __mem_cgroup_clear_mc();
4851         spin_lock(&mc.lock);
4852         mc.from = NULL;
4853         mc.to = NULL;
4854         mc.mm = NULL;
4855         spin_unlock(&mc.lock);
4856
4857         mmput(mm);
4858 }
4859
4860 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4861 {
4862         struct cgroup_subsys_state *css;
4863         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4864         struct mem_cgroup *from;
4865         struct task_struct *leader, *p;
4866         struct mm_struct *mm;
4867         unsigned long move_flags;
4868         int ret = 0;
4869
4870         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4871         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4872                 return 0;
4873
4874         /*
4875          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4876          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4877          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4878          * multiple.
4879          */
4880         p = NULL;
4881         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4882                 WARN_ON_ONCE(p);
4883                 p = leader;
4884                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4885         }
4886         if (!p)
4887                 return 0;
4888
4889         /*
4890          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4891          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4892          * So we need to save it, and keep it going.
4893          */
4894         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4895         if (!move_flags)
4896                 return 0;
4897
4898         from = mem_cgroup_from_task(p);
4899
4900         VM_BUG_ON(from == memcg);
4901
4902         mm = get_task_mm(p);
4903         if (!mm)
4904                 return 0;
4905         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4906         if (mm->owner == p) {
4907                 VM_BUG_ON(mc.from);
4908                 VM_BUG_ON(mc.to);
4909                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4910                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4911                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4912
4913                 spin_lock(&mc.lock);
4914                 mc.mm = mm;
4915                 mc.from = from;
4916                 mc.to = memcg;
4917                 mc.flags = move_flags;
4918                 spin_unlock(&mc.lock);
4919                 /* We set mc.moving_task later */
4920
4921                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4922                 if (ret)
4923                         mem_cgroup_clear_mc();
4924         } else {
4925                 mmput(mm);
4926         }
4927         return ret;
4928 }
4929
4930 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4931 {
4932         if (mc.to)
4933                 mem_cgroup_clear_mc();
4934 }
4935
4936 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4937                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4938                                 struct mm_walk *walk)
4939 {
4940         int ret = 0;
4941         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4942         pte_t *pte;
4943         spinlock_t *ptl;
4944         enum mc_target_type target_type;
4945         union mc_target target;
4946         struct page *page;
4947
4948         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4949         if (ptl) {
4950                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4951                         spin_unlock(ptl);
4952                         return 0;
4953                 }
4954                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4955                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4956                         page = target.page;
4957                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4958                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4959                                                              mc.from, mc.to)) {
4960                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4961                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4962                                 }
4963                                 putback_lru_page(page);
4964                         }
4965                         put_page(page);
4966                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
4967                         page = target.page;
4968                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4969                                                      mc.from, mc.to)) {
4970                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4971                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4972                         }
4973                         put_page(page);
4974                 }
4975                 spin_unlock(ptl);
4976                 return 0;
4977         }
4978
4979         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4980                 return 0;
4981 retry:
4982         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4983         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4984                 pte_t ptent = *(pte++);
4985                 bool device = false;
4986                 swp_entry_t ent;
4987
4988                 if (!mc.precharge)
4989                         break;
4990
4991                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4992                 case MC_TARGET_DEVICE:
4993                         device = true;
4994                         /* fall through */
4995                 case MC_TARGET_PAGE:
4996                         page = target.page;
4997                         /*
4998                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4999                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5000                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5001                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5002                          */
5003                         if (PageTransCompound(page))
5004                                 goto put;
5005                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5006                                 goto put;
5007                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5008                                                 mc.from, mc.to)) {
5009                                 mc.precharge--;
5010                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5011                                 mc.moved_charge++;
5012                         }
5013                         if (!device)
5014                                 putback_lru_page(page);
5015 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5016                         put_page(page);
5017                         break;
5018                 case MC_TARGET_SWAP:
5019                         ent = target.ent;
5020                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5021                                 mc.precharge--;
5022                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5023                                 mc.moved_swap++;
5024                         }
5025                         break;
5026                 default:
5027                         break;
5028                 }
5029         }
5030         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5031         cond_resched();
5032
5033         if (addr != end) {
5034                 /*
5035                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5036                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5037                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5038                  * phase.
5039                  */
5040                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5041                 if (!ret)
5042                         goto retry;
5043         }
5044
5045         return ret;
5046 }
5047
5048 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5049 {
5050         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5051                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5052                 .mm = mc.mm,
5053         };
5054
5055         lru_add_drain_all();
5056         /*
5057          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5058          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5059          * for already started RCU-only updates to finish.
5060          */
5061         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5062         synchronize_rcu();
5063 retry:
5064         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5065                 /*
5066                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5067                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5068                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5069                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5070                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5071                  */
5072                 __mem_cgroup_clear_mc();
5073                 cond_resched();
5074                 goto retry;
5075         }
5076         /*
5077          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5078          * additional charge, the page walk just aborts.
5079          */
5080         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5081
5082         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5083         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5084 }
5085
5086 static void mem_cgroup_move_task(void)
5087 {
5088         if (mc.to) {
5089                 mem_cgroup_move_charge();
5090                 mem_cgroup_clear_mc();
5091         }
5092 }
5093 #else   /* !CONFIG_MMU */
5094 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5095 {
5096         return 0;
5097 }
5098 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5099 {
5100 }
5101 static void mem_cgroup_move_task(void)
5102 {
5103 }
5104 #endif
5105
5106 /*
5107  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5108  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5109  * attempt.
5110  */
5111 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5112 {
5113         /*
5114          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5115          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5116          * on for the root memcg is enough.
5117          */
5118         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5119                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5120         else
5121                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5122 }
5123
5124 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5125                                struct cftype *cft)
5126 {
5127         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5128
5129         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5130 }
5131
5132 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5133 {
5134         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5135         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5136
5137         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5138                 seq_puts(m, "max\n");
5139         else
5140                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5141
5142         return 0;
5143 }
5144
5145 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5146                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5147 {
5148         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5149         unsigned long low;
5150         int err;
5151
5152         buf = strstrip(buf);
5153         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5154         if (err)
5155                 return err;
5156
5157         memcg->low = low;
5158
5159         return nbytes;
5160 }
5161
5162 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5163 {
5164         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5165         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5166
5167         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5168                 seq_puts(m, "max\n");
5169         else
5170                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5171
5172         return 0;
5173 }
5174
5175 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5176                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5177 {
5178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5179         unsigned long nr_pages;
5180         unsigned long high;
5181         int err;
5182
5183         buf = strstrip(buf);
5184         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5185         if (err)
5186                 return err;
5187
5188         memcg->high = high;
5189
5190         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5191         if (nr_pages > high)
5192                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5193                                              GFP_KERNEL, true);
5194
5195         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5196         return nbytes;
5197 }
5198
5199 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5200 {
5201         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5202         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5203
5204         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5205                 seq_puts(m, "max\n");
5206         else
5207                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5208
5209         return 0;
5210 }
5211
5212 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5213                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5214 {
5215         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5216         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5217         bool drained = false;
5218         unsigned long max;
5219         int err;
5220
5221         buf = strstrip(buf);
5222         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5223         if (err)
5224                 return err;
5225
5226         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5227
5228         for (;;) {
5229                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5230
5231                 if (nr_pages <= max)
5232                         break;
5233
5234                 if (signal_pending(current)) {
5235                         err = -EINTR;
5236                         break;
5237                 }
5238
5239                 if (!drained) {
5240                         drain_all_stock(memcg);
5241                         drained = true;
5242                         continue;
5243                 }
5244
5245                 if (nr_reclaims) {
5246                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5247                                                           GFP_KERNEL, true))
5248                                 nr_reclaims--;
5249                         continue;
5250                 }
5251
5252                 mem_cgroup_event(memcg, MEMCG_OOM);
5253                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5254                         break;
5255         }
5256
5257         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5258         return nbytes;
5259 }
5260
5261 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5262 {
5263         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5264
5265         seq_printf(m, "low %lu\n", memcg_sum_events(memcg, MEMCG_LOW));
5266         seq_printf(m, "high %lu\n", memcg_sum_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5267         seq_printf(m, "max %lu\n", memcg_sum_events(memcg, MEMCG_MAX));
5268         seq_printf(m, "oom %lu\n", memcg_sum_events(memcg, MEMCG_OOM));
5269         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n", memcg_sum_events(memcg, OOM_KILL));
5270
5271         return 0;
5272 }
5273
5274 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5275 {
5276         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5277         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT];
5278         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
5279         int i;
5280
5281         /*
5282          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5283          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5284          *
5285          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5286          * 1) generic big picture -> specifics and details
5287          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5288          *
5289          * Current memory state:
5290          */
5291
5292         tree_stat(memcg, stat);
5293         tree_events(memcg, events);
5294
5295         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5296                    (u64)stat[MEMCG_RSS] * PAGE_SIZE);
5297         seq_printf(m, "file %llu\n",
5298                    (u64)stat[MEMCG_CACHE] * PAGE_SIZE);
5299         seq_printf(m, "kernel_stack %llu\n",
5300                    (u64)stat[MEMCG_KERNEL_STACK_KB] * 1024);
5301         seq_printf(m, "slab %llu\n",
5302                    (u64)(stat[NR_SLAB_RECLAIMABLE] +
5303                          stat[NR_SLAB_UNRECLAIMABLE]) * PAGE_SIZE);
5304         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5305                    (u64)stat[MEMCG_SOCK] * PAGE_SIZE);
5306
5307         seq_printf(m, "shmem %llu\n",
5308                    (u64)stat[NR_SHMEM] * PAGE_SIZE);
5309         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5310                    (u64)stat[NR_FILE_MAPPED] * PAGE_SIZE);
5311         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5312                    (u64)stat[NR_FILE_DIRTY] * PAGE_SIZE);
5313         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5314                    (u64)stat[NR_WRITEBACK] * PAGE_SIZE);
5315
5316         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5317                 struct mem_cgroup *mi;
5318                 unsigned long val = 0;
5319
5320                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5321                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
5322                 seq_printf(m, "%s %llu\n",
5323                            mem_cgroup_lru_names[i], (u64)val * PAGE_SIZE);
5324         }
5325
5326         seq_printf(m, "slab_reclaimable %llu\n",
5327                    (u64)stat[NR_SLAB_RECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5328         seq_printf(m, "slab_unreclaimable %llu\n",
5329                    (u64)stat[NR_SLAB_UNRECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5330
5331         /* Accumulated memory events */
5332
5333         seq_printf(m, "pgfault %lu\n", events[PGFAULT]);
5334         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n", events[PGMAJFAULT]);
5335
5336         seq_printf(m, "pgrefill %lu\n", events[PGREFILL]);
5337         seq_printf(m, "pgscan %lu\n", events[PGSCAN_KSWAPD] +
5338                    events[PGSCAN_DIRECT]);
5339         seq_printf(m, "pgsteal %lu\n", events[PGSTEAL_KSWAPD] +
5340                    events[PGSTEAL_DIRECT]);
5341         seq_printf(m, "pgactivate %lu\n", events[PGACTIVATE]);
5342         seq_printf(m, "pgdeactivate %lu\n", events[PGDEACTIVATE]);
5343         seq_printf(m, "pglazyfree %lu\n", events[PGLAZYFREE]);
5344         seq_printf(m, "pglazyfreed %lu\n", events[PGLAZYFREED]);
5345
5346         seq_printf(m, "workingset_refault %lu\n",
5347                    stat[WORKINGSET_REFAULT]);
5348         seq_printf(m, "workingset_activate %lu\n",
5349                    stat[WORKINGSET_ACTIVATE]);
5350         seq_printf(m, "workingset_nodereclaim %lu\n",
5351                    stat[WORKINGSET_NODERECLAIM]);
5352
5353         return 0;
5354 }
5355
5356 static struct cftype memory_files[] = {
5357         {
5358                 .name = "current",
5359                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5360                 .read_u64 = memory_current_read,
5361         },
5362         {
5363                 .name = "low",
5364                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5365                 .seq_show = memory_low_show,
5366                 .write = memory_low_write,
5367         },
5368         {
5369                 .name = "high",
5370                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5371                 .seq_show = memory_high_show,
5372                 .write = memory_high_write,
5373         },
5374         {
5375                 .name = "max",
5376                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5377                 .seq_show = memory_max_show,
5378                 .write = memory_max_write,
5379         },
5380         {
5381                 .name = "events",
5382                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5383                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5384                 .seq_show = memory_events_show,
5385         },
5386         {
5387                 .name = "stat",
5388                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5389                 .seq_show = memory_stat_show,
5390         },
5391         { }     /* terminate */
5392 };
5393
5394 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5395         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5396         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5397         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5398         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5399         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5400         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5401         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5402         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5403         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5404         .bind = mem_cgroup_bind,
5405         .dfl_cftypes = memory_files,
5406         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5407         .early_init = 0,
5408 };
5409
5410 /**
5411  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5412  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5413  * @memcg: the memory cgroup to check
5414  *
5415  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5416  * ancestors up to (but not including) @root, is below the normal range.
5417  *
5418  * @root is exclusive; it is never low when looked at directly and isn't
5419  * checked when traversing the hierarchy.
5420  *
5421  * Excluding @root enables using memory.low to prioritize memory usage
5422  * between cgroups within a subtree of the hierarchy that is limited by
5423  * memory.high or memory.max.
5424  *
5425  * For example, given cgroup A with children B and C:
5426  *
5427  *    A
5428  *   / \
5429  *  B   C
5430  *
5431  * and
5432  *
5433  *  1. A/memory.current > A/memory.high
5434  *  2. A/B/memory.current < A/B/memory.low
5435  *  3. A/C/memory.current >= A/C/memory.low
5436  *
5437  * As 'A' is high, i.e. triggers reclaim from 'A', and 'B' is low, we
5438  * should reclaim from 'C' until 'A' is no longer high or until we can
5439  * no longer reclaim from 'C'.  If 'A', i.e. @root, isn't excluded by
5440  * mem_cgroup_low when reclaming from 'A', then 'B' won't be considered
5441  * low and we will reclaim indiscriminately from both 'B' and 'C'.
5442  */
5443 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5444 {
5445         if (mem_cgroup_disabled())
5446                 return false;
5447
5448         if (!root)
5449                 root = root_mem_cgroup;
5450         if (memcg == root)
5451                 return false;
5452
5453         for (; memcg != root; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
5454                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5455                         return false;
5456         }
5457
5458         return true;
5459 }
5460
5461 /**
5462  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5463  * @page: page to charge
5464  * @mm: mm context of the victim
5465  * @gfp_mask: reclaim mode
5466  * @memcgp: charged memcg return
5467  * @compound: charge the page as compound or small page
5468  *
5469  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5470  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5471  *
5472  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5473  * Otherwise, an error code is returned.
5474  *
5475  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5476  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5477  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5478  */
5479 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5480                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5481                           bool compound)
5482 {
5483         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5484         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5485         int ret = 0;
5486
5487         if (mem_cgroup_disabled())
5488                 goto out;
5489
5490         if (PageSwapCache(page)) {
5491                 /*
5492                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5493                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5494                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5495                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5496                  * in turn serializes uncharging.
5497                  */
5498                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5499                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
5500                         goto out;
5501
5502                 if (do_swap_account) {
5503                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5504                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5505
5506                         rcu_read_lock();
5507                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5508                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5509                                 memcg = NULL;
5510                         rcu_read_unlock();
5511                 }
5512         }
5513
5514         if (!memcg)
5515                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5516
5517         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5518
5519         css_put(&memcg->css);
5520 out:
5521         *memcgp = memcg;
5522         return ret;
5523 }
5524
5525 /**
5526  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5527  * @page: page to charge
5528  * @memcg: memcg to charge the page to
5529  * @lrucare: page might be on LRU already
5530  * @compound: charge the page as compound or small page
5531  *
5532  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5533  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5534  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5535  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5536  *
5537  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5538  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5539  *
5540  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5541  */
5542 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5543                               bool lrucare, bool compound)
5544 {
5545         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5546
5547         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5548         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5549
5550         if (mem_cgroup_disabled())
5551                 return;
5552         /*
5553          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5554          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5555          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5556          */
5557         if (!memcg)
5558                 return;
5559
5560         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5561
5562         local_irq_disable();
5563         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5564         memcg_check_events(memcg, page);
5565         local_irq_enable();
5566
5567         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5568                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5569                 /*
5570                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5571                  * let's not wait for it.  The page already received a
5572                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5573                  */
5574                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
5575         }
5576 }
5577
5578 /**
5579  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5580  * @page: page to charge
5581  * @memcg: memcg to charge the page to
5582  * @compound: charge the page as compound or small page
5583  *
5584  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5585  */
5586 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5587                 bool compound)
5588 {
5589         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5590
5591         if (mem_cgroup_disabled())
5592                 return;
5593         /*
5594          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5595          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5596          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5597          */
5598         if (!memcg)
5599                 return;
5600
5601         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5602 }
5603
5604 struct uncharge_gather {
5605         struct mem_cgroup *memcg;
5606         unsigned long pgpgout;
5607         unsigned long nr_anon;
5608         unsigned long nr_file;
5609         unsigned long nr_kmem;
5610         unsigned long nr_huge;
5611         unsigned long nr_shmem;
5612         struct page *dummy_page;
5613 };
5614
5615 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
5616 {
5617         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
5618 }
5619
5620 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
5621 {
5622         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
5623         unsigned long flags;
5624
5625         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
5626                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
5627                 if (do_memsw_account())
5628                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
5629                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
5630                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
5631                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
5632         }
5633
5634         local_irq_save(flags);
5635         __this_cpu_sub(ug->memcg->stat->count[MEMCG_RSS], ug->nr_anon);
5636         __this_cpu_sub(ug->memcg->stat->count[MEMCG_CACHE], ug->nr_file);
5637         __this_cpu_sub(ug->memcg->stat->count[MEMCG_RSS_HUGE], ug->nr_huge);
5638         __this_cpu_sub(ug->memcg->stat->count[NR_SHMEM], ug->nr_shmem);
5639         __this_cpu_add(ug->memcg->stat->events[PGPGOUT], ug->pgpgout);
5640         __this_cpu_add(ug->memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5641         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
5642         local_irq_restore(flags);
5643
5644         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
5645                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
5646 }
5647
5648 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
5649 {
5650         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5651         VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(page) && page_count(page), page);
5652
5653         if (!page->mem_cgroup)
5654                 return;
5655
5656         /*
5657          * Nobody should be changing or seriously looking at
5658          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5659          * exclusive access to the page.
5660          */
5661
5662         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
5663                 if (ug->memcg) {
5664                         uncharge_batch(ug);
5665                         uncharge_gather_clear(ug);
5666                 }
5667                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
5668         }
5669
5670         if (!PageKmemcg(page)) {
5671                 unsigned int nr_pages = 1;
5672
5673                 if (PageTransHuge(page)) {
5674                         nr_pages <<= compound_order(page);
5675                         ug->nr_huge += nr_pages;
5676                 }
5677                 if (PageAnon(page))
5678                         ug->nr_anon += nr_pages;
5679                 else {
5680                         ug->nr_file += nr_pages;
5681                         if (PageSwapBacked(page))
5682                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
5683                 }
5684                 ug->pgpgout++;
5685         } else {
5686                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
5687                 __ClearPageKmemcg(page);
5688         }
5689
5690         ug->dummy_page = page;
5691         page->mem_cgroup = NULL;
5692 }
5693
5694 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5695 {
5696         struct uncharge_gather ug;
5697         struct list_head *next;
5698
5699         uncharge_gather_clear(&ug);
5700
5701         /*
5702          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
5703          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
5704          */
5705         next = page_list->next;
5706         do {
5707                 struct page *page;
5708
5709                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5710                 next = page->lru.next;
5711
5712                 uncharge_page(page, &ug);
5713         } while (next != page_list);
5714
5715         if (ug.memcg)
5716                 uncharge_batch(&ug);
5717 }
5718
5719 /**
5720  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5721  * @page: page to uncharge
5722  *
5723  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5724  * mem_cgroup_commit_charge().
5725  */
5726 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5727 {
5728         struct uncharge_gather ug;
5729
5730         if (mem_cgroup_disabled())
5731                 return;
5732
5733         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5734         if (!page->mem_cgroup)
5735                 return;
5736
5737         uncharge_gather_clear(&ug);
5738         uncharge_page(page, &ug);
5739         uncharge_batch(&ug);
5740 }
5741
5742 /**
5743  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5744  * @page_list: list of pages to uncharge
5745  *
5746  * Uncharge a list of pages previously charged with
5747  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5748  */
5749 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5750 {
5751         if (mem_cgroup_disabled())
5752                 return;
5753
5754         if (!list_empty(page_list))
5755                 uncharge_list(page_list);
5756 }
5757
5758 /**
5759  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
5760  * @oldpage: currently circulating page
5761  * @newpage: replacement page
5762  *
5763  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
5764  * be uncharged upon free.
5765  *
5766  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5767  */
5768 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5769 {
5770         struct mem_cgroup *memcg;
5771         unsigned int nr_pages;
5772         bool compound;
5773         unsigned long flags;
5774
5775         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5776         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5777         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5778         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5779                        newpage);
5780
5781         if (mem_cgroup_disabled())
5782                 return;
5783
5784         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5785         if (newpage->mem_cgroup)
5786                 return;
5787
5788         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5789         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5790         if (!memcg)
5791                 return;
5792
5793         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
5794         compound = PageTransHuge(newpage);
5795         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
5796
5797         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
5798         if (do_memsw_account())
5799                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
5800         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
5801
5802         commit_charge(newpage, memcg, false);
5803
5804         local_irq_save(flags);
5805         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
5806         memcg_check_events(memcg, newpage);
5807         local_irq_restore(flags);
5808 }
5809
5810 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5811 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5812
5813 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
5814 {
5815         struct mem_cgroup *memcg;
5816
5817         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
5818                 return;
5819
5820         /*
5821          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
5822          * filled. It won't however, necessarily happen from
5823          * process context. So the test for root memcg given
5824          * the current task's memcg won't help us in this case.
5825          *
5826          * Respecting the original socket's memcg is a better
5827          * decision in this case.
5828          */
5829         if (sk->sk_memcg) {
5830                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5831                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5832                 return;
5833         }
5834
5835         rcu_read_lock();
5836         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5837         if (memcg == root_mem_cgroup)
5838                 goto out;
5839         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5840                 goto out;
5841         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5842                 sk->sk_memcg = memcg;
5843 out:
5844         rcu_read_unlock();
5845 }
5846
5847 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
5848 {
5849         if (sk->sk_memcg)
5850                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
5851 }
5852
5853 /**
5854  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5855  * @memcg: memcg to charge
5856  * @nr_pages: number of pages to charge
5857  *
5858  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5859  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5860  */
5861 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5862 {
5863         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5864
5865         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5866                 struct page_counter *fail;
5867
5868                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5869                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5870                         return true;
5871                 }
5872                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5873                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5874                 return false;
5875         }
5876
5877         /* Don't block in the packet receive path */
5878         if (in_softirq())
5879                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5880
5881         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5882
5883         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5884                 return true;
5885
5886         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5887         return false;
5888 }
5889
5890 /**
5891  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5892  * @memcg - memcg to uncharge
5893  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5894  */
5895 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5896 {
5897         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5898                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5899                 return;
5900         }
5901
5902         this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5903
5904         refill_stock(memcg, nr_pages);
5905 }
5906
5907 static int __init cgroup_memory(char *s)
5908 {
5909         char *token;
5910
5911         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5912                 if (!*token)
5913                         continue;
5914                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5915                         cgroup_memory_nosocket = true;
5916                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5917                         cgroup_memory_nokmem = true;
5918         }
5919         return 0;
5920 }
5921 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5922
5923 /*
5924  * subsys_initcall() for memory controller.
5925  *
5926  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
5927  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
5928  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
5929  * should be initialized from here.
5930  */
5931 static int __init mem_cgroup_init(void)
5932 {
5933         int cpu, node;
5934
5935 #ifndef CONFIG_SLOB
5936         /*
5937          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
5938          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
5939          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
5940          * destroyed simultaneously.
5941          */
5942         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
5943         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
5944 #endif
5945
5946         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
5947                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
5948
5949         for_each_possible_cpu(cpu)
5950                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5951                           drain_local_stock);
5952
5953         for_each_node(node) {
5954                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5955
5956                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5957                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5958
5959                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
5960                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
5961                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
5962                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5963         }
5964
5965         return 0;
5966 }
5967 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5968
5969 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5970 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
5971 {
5972         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
5973                 /*
5974                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
5975                  * always be >= 1.
5976                  */
5977                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
5978                         VM_BUG_ON(1);
5979                         break;
5980                 }
5981                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5982                 if (!memcg)
5983                         memcg = root_mem_cgroup;
5984         }
5985         return memcg;
5986 }
5987
5988 /**
5989  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5990  * @page: page whose memsw charge to transfer
5991  * @entry: swap entry to move the charge to
5992  *
5993  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5994  */
5995 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5996 {
5997         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5998         unsigned int nr_entries;
5999         unsigned short oldid;
6000
6001         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6002         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6003
6004         if (!do_memsw_account())
6005                 return;
6006
6007         memcg = page->mem_cgroup;
6008
6009         /* Readahead page, never charged */
6010         if (!memcg)
6011                 return;
6012
6013         /*
6014          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6015          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6016          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6017          */
6018         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6019         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6020         /* Get references for the tail pages, too */
6021         if (nr_entries > 1)
6022                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6023         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6024                                    nr_entries);
6025         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6026         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, nr_entries);
6027
6028         page->mem_cgroup = NULL;
6029
6030         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6031                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6032
6033         if (memcg != swap_memcg) {
6034                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6035                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6036                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6037         }
6038
6039         /*
6040          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6041          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
6042          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6043          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
6044          */
6045         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6046         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6047                                      -nr_entries);
6048         memcg_check_events(memcg, page);
6049
6050         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6051                 css_put(&memcg->css);
6052 }
6053
6054 /**
6055  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6056  * @page: page being added to swap
6057  * @entry: swap entry to charge
6058  *
6059  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6060  *
6061  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6062  */
6063 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6064 {
6065         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6066         struct page_counter *counter;
6067         struct mem_cgroup *memcg;
6068         unsigned short oldid;
6069
6070         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6071                 return 0;
6072
6073         memcg = page->mem_cgroup;
6074
6075         /* Readahead page, never charged */
6076         if (!memcg)
6077                 return 0;
6078
6079         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6080
6081         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6082             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6083                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6084                 return -ENOMEM;
6085         }
6086
6087         /* Get references for the tail pages, too */
6088         if (nr_pages > 1)
6089                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6090         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6091         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6092         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, nr_pages);
6093
6094         return 0;
6095 }
6096
6097 /**
6098  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6099  * @entry: swap entry to uncharge
6100  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6101  */
6102 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6103 {
6104         struct mem_cgroup *memcg;
6105         unsigned short id;
6106
6107         if (!do_swap_account)
6108                 return;
6109
6110         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6111         rcu_read_lock();
6112         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6113         if (memcg) {
6114                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6115                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6116                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6117                         else
6118                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6119                 }
6120                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, -nr_pages);
6121                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6122         }
6123         rcu_read_unlock();
6124 }
6125
6126 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6127 {
6128         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6129
6130         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6131                 return nr_swap_pages;
6132         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6133                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6134                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
6135                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6136         return nr_swap_pages;
6137 }
6138
6139 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6140 {
6141         struct mem_cgroup *memcg;
6142
6143         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6144
6145         if (vm_swap_full())
6146                 return true;
6147         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6148                 return false;
6149
6150         memcg = page->mem_cgroup;
6151         if (!memcg)
6152                 return false;
6153
6154         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6155                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
6156                         return true;
6157
6158         return false;
6159 }
6160
6161 /* for remember boot option*/
6162 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6163 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6164 #else
6165 static int really_do_swap_account __initdata;
6166 #endif
6167
6168 static int __init enable_swap_account(char *s)
6169 {
6170         if (!strcmp(s, "1"))
6171                 really_do_swap_account = 1;
6172         else if (!strcmp(s, "0"))
6173                 really_do_swap_account = 0;
6174         return 1;
6175 }
6176 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6177
6178 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6179                              struct cftype *cft)
6180 {
6181         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6182
6183         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6184 }
6185
6186 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6187 {
6188         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
6189         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
6190
6191         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
6192                 seq_puts(m, "max\n");
6193         else
6194                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
6195
6196         return 0;
6197 }
6198
6199 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6200                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6201 {
6202         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6203         unsigned long max;
6204         int err;
6205
6206         buf = strstrip(buf);
6207         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6208         if (err)
6209                 return err;
6210
6211         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
6212         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
6213         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
6214         if (err)
6215                 return err;
6216
6217         return nbytes;
6218 }
6219
6220 static struct cftype swap_files[] = {
6221         {
6222                 .name = "swap.current",
6223                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6224                 .read_u64 = swap_current_read,
6225         },
6226         {
6227                 .name = "swap.max",
6228                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6229                 .seq_show = swap_max_show,
6230                 .write = swap_max_write,
6231         },
6232         { }     /* terminate */
6233 };
6234
6235 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6236         {
6237                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6238                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6239                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6240         },
6241         {
6242                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6243                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6244                 .write = mem_cgroup_reset,
6245                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6246         },
6247         {
6248                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6249                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6250                 .write = mem_cgroup_write,
6251                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6252         },
6253         {
6254                 .name = "memsw.failcnt",
6255                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6256                 .write = mem_cgroup_reset,
6257                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6258         },
6259         { },    /* terminate */
6260 };
6261
6262 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6263 {
6264         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6265                 do_swap_account = 1;
6266                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6267                                                swap_files));
6268                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6269                                                   memsw_cgroup_files));
6270         }
6271         return 0;
6272 }
6273 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6274
6275 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */