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