4000ea4ea0ec8a4ab79c3dd1c75decef19a11eb9
[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/vm_event_item.h>
43 #include <linux/smp.h>
44 #include <linux/page-flags.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/bit_spinlock.h>
47 #include <linux/rcupdate.h>
48 #include <linux/limits.h>
49 #include <linux/export.h>
50 #include <linux/mutex.h>
51 #include <linux/rbtree.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/swap.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/spinlock.h>
56 #include <linux/eventfd.h>
57 #include <linux/poll.h>
58 #include <linux/sort.h>
59 #include <linux/fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/vmpressure.h>
62 #include <linux/mm_inline.h>
63 #include <linux/swap_cgroup.h>
64 #include <linux/cpu.h>
65 #include <linux/oom.h>
66 #include <linux/lockdep.h>
67 #include <linux/file.h>
68 #include <linux/tracehook.h>
69 #include "internal.h"
70 #include <net/sock.h>
71 #include <net/ip.h>
72 #include "slab.h"
73
74 #include <linux/uaccess.h>
75
76 #include <trace/events/vmscan.h>
77
78 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
79 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
80
81 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
82
83 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
84
85 /* Socket memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nosocket;
87
88 /* Kernel memory accounting disabled? */
89 static bool cgroup_memory_nokmem;
90
91 /* Whether the swap controller is active */
92 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
93 int do_swap_account __read_mostly;
94 #else
95 #define do_swap_account         0
96 #endif
97
98 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
99 static bool do_memsw_account(void)
100 {
101         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
102 }
103
104 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
105         "inactive_anon",
106         "active_anon",
107         "inactive_file",
108         "active_file",
109         "unevictable",
110 };
111
112 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
113 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
114 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
115
116 /*
117  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
118  * their hierarchy representation
119  */
120
121 struct mem_cgroup_tree_per_node {
122         struct rb_root rb_root;
123         struct rb_node *rb_rightmost;
124         spinlock_t lock;
125 };
126
127 struct mem_cgroup_tree {
128         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
129 };
130
131 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
132
133 /* for OOM */
134 struct mem_cgroup_eventfd_list {
135         struct list_head list;
136         struct eventfd_ctx *eventfd;
137 };
138
139 /*
140  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
141  */
142 struct mem_cgroup_event {
143         /*
144          * memcg which the event belongs to.
145          */
146         struct mem_cgroup *memcg;
147         /*
148          * eventfd to signal userspace about the event.
149          */
150         struct eventfd_ctx *eventfd;
151         /*
152          * Each of these stored in a list by the cgroup.
153          */
154         struct list_head list;
155         /*
156          * register_event() callback will be used to add new userspace
157          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
158          * on eventfd to send notification to userspace.
159          */
160         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
162         /*
163          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
164          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
165          * if you want provide notification functionality.
166          */
167         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
168                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
169         /*
170          * All fields below needed to unregister event when
171          * userspace closes eventfd.
172          */
173         poll_table pt;
174         wait_queue_head_t *wqh;
175         wait_queue_entry_t wait;
176         struct work_struct remove;
177 };
178
179 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
180 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
181
182 /* Stuffs for move charges at task migration. */
183 /*
184  * Types of charges to be moved.
185  */
186 #define MOVE_ANON       0x1U
187 #define MOVE_FILE       0x2U
188 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
189
190 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
191 static struct move_charge_struct {
192         spinlock_t        lock; /* for from, to */
193         struct mm_struct  *mm;
194         struct mem_cgroup *from;
195         struct mem_cgroup *to;
196         unsigned long flags;
197         unsigned long precharge;
198         unsigned long moved_charge;
199         unsigned long moved_swap;
200         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
201         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
202 } mc = {
203         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
204         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
205 };
206
207 /*
208  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
209  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
210  */
211 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
212 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
213
214 enum charge_type {
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
216         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
217         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
218         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
219         NR_CHARGE_TYPE,
220 };
221
222 /* for encoding cft->private value on file */
223 enum res_type {
224         _MEM,
225         _MEMSWAP,
226         _OOM_TYPE,
227         _KMEM,
228         _TCP,
229 };
230
231 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
232 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
233 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
234 /* Used for OOM nofiier */
235 #define OOM_CONTROL             (0)
236
237 /*
238  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
239  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
240  * be used for reference counting.
241  */
242 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
243         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
244              iter != NULL;                              \
245              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
246
247 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
248         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
249              iter != NULL;                              \
250              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
251
252 static inline bool should_force_charge(void)
253 {
254         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
255                 (current->flags & PF_EXITING);
256 }
257
258 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
259 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
260 {
261         if (!memcg)
262                 memcg = root_mem_cgroup;
263         return &memcg->vmpressure;
264 }
265
266 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
267 {
268         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
269 }
270
271 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
272 /*
273  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
274  * The main reason for not using cgroup id for this:
275  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
276  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
277  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
278  *  200 entry array for that.
279  *
280  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
281  * will double each time we have to increase it.
282  */
283 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
284 int memcg_nr_cache_ids;
285
286 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
287 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
288
289 void memcg_get_cache_ids(void)
290 {
291         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
292 }
293
294 void memcg_put_cache_ids(void)
295 {
296         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
297 }
298
299 /*
300  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
301  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
302  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
303  * tunable, but that is strictly not necessary.
304  *
305  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
306  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
307  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
308  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
309  * increase ours as well if it increases.
310  */
311 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
312 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
313
314 /*
315  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
316  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
317  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
318  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
319  */
320 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
321 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
322
323 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
324
325 static int memcg_shrinker_map_size;
326 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
327
328 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
329 {
330         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
331 }
332
333 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
334                                          int size, int old_size)
335 {
336         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
337         int nid;
338
339         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
340
341         for_each_node(nid) {
342                 old = rcu_dereference_protected(
343                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
344                 /* Not yet online memcg */
345                 if (!old)
346                         return 0;
347
348                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
349                 if (!new)
350                         return -ENOMEM;
351
352                 /* Set all old bits, clear all new bits */
353                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
354                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
355
356                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
357                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
358         }
359
360         return 0;
361 }
362
363 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
364 {
365         struct mem_cgroup_per_node *pn;
366         struct memcg_shrinker_map *map;
367         int nid;
368
369         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
370                 return;
371
372         for_each_node(nid) {
373                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
374                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
375                 if (map)
376                         kvfree(map);
377                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
378         }
379 }
380
381 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
382 {
383         struct memcg_shrinker_map *map;
384         int nid, size, ret = 0;
385
386         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
387                 return 0;
388
389         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
390         size = memcg_shrinker_map_size;
391         for_each_node(nid) {
392                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
393                 if (!map) {
394                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
395                         ret = -ENOMEM;
396                         break;
397                 }
398                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
399         }
400         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
401
402         return ret;
403 }
404
405 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
406 {
407         int size, old_size, ret = 0;
408         struct mem_cgroup *memcg;
409
410         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
411         old_size = memcg_shrinker_map_size;
412         if (size <= old_size)
413                 return 0;
414
415         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
416         if (!root_mem_cgroup)
417                 goto unlock;
418
419         for_each_mem_cgroup(memcg) {
420                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
421                         continue;
422                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
423                 if (ret)
424                         goto unlock;
425         }
426 unlock:
427         if (!ret)
428                 memcg_shrinker_map_size = size;
429         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
430         return ret;
431 }
432
433 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
434 {
435         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
436                 struct memcg_shrinker_map *map;
437
438                 rcu_read_lock();
439                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
440                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
441                 smp_mb__before_atomic();
442                 set_bit(shrinker_id, map->map);
443                 rcu_read_unlock();
444         }
445 }
446
447 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
448 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
449 {
450         return 0;
451 }
452 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
453 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
454
455 /**
456  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
457  * @page: page of interest
458  *
459  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
460  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
461  * until it is released.
462  *
463  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
464  * is returned.
465  */
466 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
467 {
468         struct mem_cgroup *memcg;
469
470         memcg = page->mem_cgroup;
471
472         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
473                 memcg = root_mem_cgroup;
474
475         return &memcg->css;
476 }
477
478 /**
479  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
480  * @page: the page
481  *
482  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
483  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
484  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
485  *
486  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
487  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
488  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
489  * do not care (such as procfs interfaces).
490  */
491 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
492 {
493         struct mem_cgroup *memcg;
494         unsigned long ino = 0;
495
496         rcu_read_lock();
497         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
498         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
499                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
500         if (memcg)
501                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
502         rcu_read_unlock();
503         return ino;
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_per_node *
507 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
508 {
509         int nid = page_to_nid(page);
510
511         return memcg->nodeinfo[nid];
512 }
513
514 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
515 soft_limit_tree_node(int nid)
516 {
517         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
518 }
519
520 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
521 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
522 {
523         int nid = page_to_nid(page);
524
525         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
526 }
527
528 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
529                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
530                                          unsigned long new_usage_in_excess)
531 {
532         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
533         struct rb_node *parent = NULL;
534         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
535         bool rightmost = true;
536
537         if (mz->on_tree)
538                 return;
539
540         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
541         if (!mz->usage_in_excess)
542                 return;
543         while (*p) {
544                 parent = *p;
545                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
546                                         tree_node);
547                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
548                         p = &(*p)->rb_left;
549                         rightmost = false;
550                 }
551
552                 /*
553                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
554                  * limit by the same amount
555                  */
556                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
557                         p = &(*p)->rb_right;
558         }
559
560         if (rightmost)
561                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
562
563         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
564         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
565         mz->on_tree = true;
566 }
567
568 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
569                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
570 {
571         if (!mz->on_tree)
572                 return;
573
574         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
575                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
576
577         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
578         mz->on_tree = false;
579 }
580
581 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
582                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
583 {
584         unsigned long flags;
585
586         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
587         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
588         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
589 }
590
591 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
594         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
595         unsigned long excess = 0;
596
597         if (nr_pages > soft_limit)
598                 excess = nr_pages - soft_limit;
599
600         return excess;
601 }
602
603 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
604 {
605         unsigned long excess;
606         struct mem_cgroup_per_node *mz;
607         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
608
609         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
610         if (!mctz)
611                 return;
612         /*
613          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
614          * because their event counter is not touched.
615          */
616         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
617                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
618                 excess = soft_limit_excess(memcg);
619                 /*
620                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
621                  * mem is over its softlimit.
622                  */
623                 if (excess || mz->on_tree) {
624                         unsigned long flags;
625
626                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
627                         /* if on-tree, remove it */
628                         if (mz->on_tree)
629                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
630                         /*
631                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
632                          * If excess is 0, no tree ops.
633                          */
634                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
635                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
636                 }
637         }
638 }
639
640 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
641 {
642         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
643         struct mem_cgroup_per_node *mz;
644         int nid;
645
646         for_each_node(nid) {
647                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
648                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
649                 if (mctz)
650                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
651         }
652 }
653
654 static struct mem_cgroup_per_node *
655 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
656 {
657         struct mem_cgroup_per_node *mz;
658
659 retry:
660         mz = NULL;
661         if (!mctz->rb_rightmost)
662                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
663
664         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
665                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
666         /*
667          * Remove the node now but someone else can add it back,
668          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
669          * position in the tree.
670          */
671         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
672         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
673             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
674                 goto retry;
675 done:
676         return mz;
677 }
678
679 static struct mem_cgroup_per_node *
680 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
681 {
682         struct mem_cgroup_per_node *mz;
683
684         spin_lock_irq(&mctz->lock);
685         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
686         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
687         return mz;
688 }
689
690 static unsigned long memcg_sum_events(struct mem_cgroup *memcg,
691                                       int event)
692 {
693         return atomic_long_read(&memcg->events[event]);
694 }
695
696 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
697                                          struct page *page,
698                                          bool compound, int nr_pages)
699 {
700         /*
701          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
702          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
703          */
704         if (PageAnon(page))
705                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
706         else {
707                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
708                 if (PageSwapBacked(page))
709                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
710         }
711
712         if (compound) {
713                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
714                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
715         }
716
717         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
718         if (nr_pages > 0)
719                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
720         else {
721                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
722                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
723         }
724
725         __this_cpu_add(memcg->stat_cpu->nr_page_events, nr_pages);
726 }
727
728 unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
729                                            int nid, unsigned int lru_mask)
730 {
731         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
732         unsigned long nr = 0;
733         enum lru_list lru;
734
735         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
736
737         for_each_lru(lru) {
738                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
739                         continue;
740                 nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
741         }
742         return nr;
743 }
744
745 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
746                         unsigned int lru_mask)
747 {
748         unsigned long nr = 0;
749         enum lru_list lru;
750
751         for_each_lru(lru) {
752                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
753                         continue;
754                 nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
755         }
756         return nr;
757 }
758
759 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
760                                        enum mem_cgroup_events_target target)
761 {
762         unsigned long val, next;
763
764         val = __this_cpu_read(memcg->stat_cpu->nr_page_events);
765         next = __this_cpu_read(memcg->stat_cpu->targets[target]);
766         /* from time_after() in jiffies.h */
767         if ((long)(next - val) < 0) {
768                 switch (target) {
769                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
770                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
771                         break;
772                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
773                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
774                         break;
775                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
776                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
777                         break;
778                 default:
779                         break;
780                 }
781                 __this_cpu_write(memcg->stat_cpu->targets[target], next);
782                 return true;
783         }
784         return false;
785 }
786
787 /*
788  * Check events in order.
789  *
790  */
791 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
792 {
793         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
794         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
795                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
796                 bool do_softlimit;
797                 bool do_numainfo __maybe_unused;
798
799                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
800                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
801 #if MAX_NUMNODES > 1
802                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
803                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
804 #endif
805                 mem_cgroup_threshold(memcg);
806                 if (unlikely(do_softlimit))
807                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
808 #if MAX_NUMNODES > 1
809                 if (unlikely(do_numainfo))
810                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
811 #endif
812         }
813 }
814
815 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
816 {
817         /*
818          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
819          * if it races with swapoff, page migration, etc.
820          * So this can be called with p == NULL.
821          */
822         if (unlikely(!p))
823                 return NULL;
824
825         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
826 }
827 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
828
829 /**
830  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
831  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
832  *
833  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
834  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
835  * returned.
836  */
837 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
838 {
839         struct mem_cgroup *memcg;
840
841         if (mem_cgroup_disabled())
842                 return NULL;
843
844         rcu_read_lock();
845         do {
846                 /*
847                  * Page cache insertions can happen withou an
848                  * actual mm context, e.g. during disk probing
849                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
850                  */
851                 if (unlikely(!mm))
852                         memcg = root_mem_cgroup;
853                 else {
854                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
855                         if (unlikely(!memcg))
856                                 memcg = root_mem_cgroup;
857                 }
858         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
859         rcu_read_unlock();
860         return memcg;
861 }
862 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
863
864 /**
865  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
866  * @page: page from which memcg should be extracted.
867  *
868  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
869  * root_mem_cgroup is returned.
870  */
871 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
872 {
873         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
874
875         if (mem_cgroup_disabled())
876                 return NULL;
877
878         rcu_read_lock();
879         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
880                 memcg = root_mem_cgroup;
881         rcu_read_unlock();
882         return memcg;
883 }
884 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
885
886 /**
887  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
888  */
889 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
890 {
891         if (unlikely(current->active_memcg)) {
892                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
893
894                 rcu_read_lock();
895                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
896                         memcg = current->active_memcg;
897                 rcu_read_unlock();
898                 return memcg;
899         }
900         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
901 }
902
903 /**
904  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
905  * @root: hierarchy root
906  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
907  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
908  *
909  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
910  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
911  *
912  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
913  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
914  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
915  *
916  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
917  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
918  * reclaimers operating on the same node and priority.
919  */
920 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
921                                    struct mem_cgroup *prev,
922                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
923 {
924         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
925         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
926         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
927         struct mem_cgroup *pos = NULL;
928
929         if (mem_cgroup_disabled())
930                 return NULL;
931
932         if (!root)
933                 root = root_mem_cgroup;
934
935         if (prev && !reclaim)
936                 pos = prev;
937
938         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
939                 if (prev)
940                         goto out;
941                 return root;
942         }
943
944         rcu_read_lock();
945
946         if (reclaim) {
947                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
948
949                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
950                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
951
952                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
953                         goto out_unlock;
954
955                 while (1) {
956                         pos = READ_ONCE(iter->position);
957                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
958                                 break;
959                         /*
960                          * css reference reached zero, so iter->position will
961                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
962                          * rely on this happening soon, because ->css_released
963                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
964                          * might block it. So we clear iter->position right
965                          * away.
966                          */
967                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
968                 }
969         }
970
971         if (pos)
972                 css = &pos->css;
973
974         for (;;) {
975                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
976                 if (!css) {
977                         /*
978                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
979                          * new one might jump in right at the end of
980                          * the hierarchy - make sure they see at least
981                          * one group and restart from the beginning.
982                          */
983                         if (!prev)
984                                 continue;
985                         break;
986                 }
987
988                 /*
989                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
990                  * is provided by the caller, so we know it's alive
991                  * and kicking, and don't take an extra reference.
992                  */
993                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
994
995                 if (css == &root->css)
996                         break;
997
998                 if (css_tryget(css))
999                         break;
1000
1001                 memcg = NULL;
1002         }
1003
1004         if (reclaim) {
1005                 /*
1006                  * The position could have already been updated by a competing
1007                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1008                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1009                  */
1010                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1011
1012                 if (pos)
1013                         css_put(&pos->css);
1014
1015                 if (!memcg)
1016                         iter->generation++;
1017                 else if (!prev)
1018                         reclaim->generation = iter->generation;
1019         }
1020
1021 out_unlock:
1022         rcu_read_unlock();
1023 out:
1024         if (prev && prev != root)
1025                 css_put(&prev->css);
1026
1027         return memcg;
1028 }
1029
1030 /**
1031  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1032  * @root: hierarchy root
1033  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1034  */
1035 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1036                            struct mem_cgroup *prev)
1037 {
1038         if (!root)
1039                 root = root_mem_cgroup;
1040         if (prev && prev != root)
1041                 css_put(&prev->css);
1042 }
1043
1044 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1045 {
1046         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1047         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1048         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1049         int nid;
1050         int i;
1051
1052         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1053                 for_each_node(nid) {
1054                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1055                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1056                                 iter = &mz->iter[i];
1057                                 cmpxchg(&iter->position,
1058                                         dead_memcg, NULL);
1059                         }
1060                 }
1061         }
1062 }
1063
1064 /**
1065  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1066  * @memcg: hierarchy root
1067  * @fn: function to call for each task
1068  * @arg: argument passed to @fn
1069  *
1070  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1071  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1072  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1073  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1074  *
1075  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1076  */
1077 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1078                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1079 {
1080         struct mem_cgroup *iter;
1081         int ret = 0;
1082
1083         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1084
1085         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1086                 struct css_task_iter it;
1087                 struct task_struct *task;
1088
1089                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1090                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1091                         ret = fn(task, arg);
1092                 css_task_iter_end(&it);
1093                 if (ret) {
1094                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1095                         break;
1096                 }
1097         }
1098         return ret;
1099 }
1100
1101 /**
1102  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1103  * @page: the page
1104  * @pgdat: pgdat of the page
1105  *
1106  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1107  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1108  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1109  */
1110 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1111 {
1112         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1113         struct mem_cgroup *memcg;
1114         struct lruvec *lruvec;
1115
1116         if (mem_cgroup_disabled()) {
1117                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1118                 goto out;
1119         }
1120
1121         memcg = page->mem_cgroup;
1122         /*
1123          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1124          * possibly migrated - before they are charged.
1125          */
1126         if (!memcg)
1127                 memcg = root_mem_cgroup;
1128
1129         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1130         lruvec = &mz->lruvec;
1131 out:
1132         /*
1133          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1134          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1135          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1136          */
1137         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1138                 lruvec->pgdat = pgdat;
1139         return lruvec;
1140 }
1141
1142 /**
1143  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1144  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1145  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1146  * @zid: zone id of the accounted pages
1147  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1148  *
1149  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1150  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1151  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1152  */
1153 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1154                                 int zid, int nr_pages)
1155 {
1156         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1157         unsigned long *lru_size;
1158         long size;
1159
1160         if (mem_cgroup_disabled())
1161                 return;
1162
1163         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1164         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1165
1166         if (nr_pages < 0)
1167                 *lru_size += nr_pages;
1168
1169         size = *lru_size;
1170         if (WARN_ONCE(size < 0,
1171                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1172                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1173                 VM_BUG_ON(1);
1174                 *lru_size = 0;
1175         }
1176
1177         if (nr_pages > 0)
1178                 *lru_size += nr_pages;
1179 }
1180
1181 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1182 {
1183         struct mem_cgroup *task_memcg;
1184         struct task_struct *p;
1185         bool ret;
1186
1187         p = find_lock_task_mm(task);
1188         if (p) {
1189                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1190                 task_unlock(p);
1191         } else {
1192                 /*
1193                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1194                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1195                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1196                  */
1197                 rcu_read_lock();
1198                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1199                 css_get(&task_memcg->css);
1200                 rcu_read_unlock();
1201         }
1202         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1203         css_put(&task_memcg->css);
1204         return ret;
1205 }
1206
1207 /**
1208  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1209  * @memcg: the memory cgroup
1210  *
1211  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1212  * pages.
1213  */
1214 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1215 {
1216         unsigned long margin = 0;
1217         unsigned long count;
1218         unsigned long limit;
1219
1220         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1221         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1222         if (count < limit)
1223                 margin = limit - count;
1224
1225         if (do_memsw_account()) {
1226                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1227                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1228                 if (count <= limit)
1229                         margin = min(margin, limit - count);
1230                 else
1231                         margin = 0;
1232         }
1233
1234         return margin;
1235 }
1236
1237 /*
1238  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1239  *
1240  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1241  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1242  * caused by "move".
1243  */
1244 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1245 {
1246         struct mem_cgroup *from;
1247         struct mem_cgroup *to;
1248         bool ret = false;
1249         /*
1250          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1251          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1252          */
1253         spin_lock(&mc.lock);
1254         from = mc.from;
1255         to = mc.to;
1256         if (!from)
1257                 goto unlock;
1258
1259         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1260                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1261 unlock:
1262         spin_unlock(&mc.lock);
1263         return ret;
1264 }
1265
1266 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1267 {
1268         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1269                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1270                         DEFINE_WAIT(wait);
1271                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1272                         /* moving charge context might have finished. */
1273                         if (mc.moving_task)
1274                                 schedule();
1275                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1276                         return true;
1277                 }
1278         }
1279         return false;
1280 }
1281
1282 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
1283         MEMCG_CACHE,
1284         MEMCG_RSS,
1285         MEMCG_RSS_HUGE,
1286         NR_SHMEM,
1287         NR_FILE_MAPPED,
1288         NR_FILE_DIRTY,
1289         NR_WRITEBACK,
1290         MEMCG_SWAP,
1291 };
1292
1293 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
1294         "cache",
1295         "rss",
1296         "rss_huge",
1297         "shmem",
1298         "mapped_file",
1299         "dirty",
1300         "writeback",
1301         "swap",
1302 };
1303
1304 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1305 /**
1306  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1307  * memory controller.
1308  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1309  * @p: Task that is going to be killed
1310  *
1311  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1312  * enabled
1313  */
1314 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1315 {
1316         rcu_read_lock();
1317
1318         if (memcg) {
1319                 pr_cont(",oom_memcg=");
1320                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1321         } else
1322                 pr_cont(",global_oom");
1323         if (p) {
1324                 pr_cont(",task_memcg=");
1325                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1326         }
1327         rcu_read_unlock();
1328 }
1329
1330 /**
1331  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1332  * memory controller.
1333  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1334  */
1335 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         struct mem_cgroup *iter;
1338         unsigned int i;
1339
1340         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1341                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1342                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1343         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1344                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1345                 K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1346         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1347                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1348                 K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1349
1350         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1351                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1352                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1353                 pr_cont(":");
1354
1355                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
1356                         if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_swap_account)
1357                                 continue;
1358                         pr_cont(" %s:%luKB", memcg1_stat_names[i],
1359                                 K(memcg_page_state(iter, memcg1_stats[i])));
1360                 }
1361
1362                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1363                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1364                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1365
1366                 pr_cont("\n");
1367         }
1368 }
1369
1370 /*
1371  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1372  */
1373 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1374 {
1375         unsigned long max;
1376
1377         max = memcg->memory.max;
1378         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1379                 unsigned long memsw_max;
1380                 unsigned long swap_max;
1381
1382                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1383                 swap_max = memcg->swap.max;
1384                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1385                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1386         }
1387         return max;
1388 }
1389
1390 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1391                                      int order)
1392 {
1393         struct oom_control oc = {
1394                 .zonelist = NULL,
1395                 .nodemask = NULL,
1396                 .memcg = memcg,
1397                 .gfp_mask = gfp_mask,
1398                 .order = order,
1399         };
1400         bool ret;
1401
1402         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1403                 return true;
1404         /*
1405          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1406          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1407          */
1408         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1409         mutex_unlock(&oom_lock);
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 #if MAX_NUMNODES > 1
1414
1415 /**
1416  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1417  * @memcg: the target memcg
1418  * @nid: the node ID to be checked.
1419  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1420  *
1421  * This function returns whether the specified memcg contains any
1422  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1423  * pages in the node.
1424  */
1425 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1426                 int nid, bool noswap)
1427 {
1428         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1429                 return true;
1430         if (noswap || !total_swap_pages)
1431                 return false;
1432         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1433                 return true;
1434         return false;
1435
1436 }
1437
1438 /*
1439  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1440  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1441  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1442  *
1443  */
1444 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1445 {
1446         int nid;
1447         /*
1448          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1449          * pagein/pageout changes since the last update.
1450          */
1451         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1452                 return;
1453         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1454                 return;
1455
1456         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1457         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1458
1459         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1460
1461                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1462                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1463         }
1464
1465         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1466         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1471  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1472  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1473  *
1474  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1475  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1476  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1477  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1478  *
1479  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1480  */
1481 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1482 {
1483         int node;
1484
1485         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1486         node = memcg->last_scanned_node;
1487
1488         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1489         /*
1490          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1491          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1492          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1493          */
1494         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1495                 node = numa_node_id();
1496
1497         memcg->last_scanned_node = node;
1498         return node;
1499 }
1500 #else
1501 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1502 {
1503         return 0;
1504 }
1505 #endif
1506
1507 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1508                                    pg_data_t *pgdat,
1509                                    gfp_t gfp_mask,
1510                                    unsigned long *total_scanned)
1511 {
1512         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1513         int total = 0;
1514         int loop = 0;
1515         unsigned long excess;
1516         unsigned long nr_scanned;
1517         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1518                 .pgdat = pgdat,
1519                 .priority = 0,
1520         };
1521
1522         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1523
1524         while (1) {
1525                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1526                 if (!victim) {
1527                         loop++;
1528                         if (loop >= 2) {
1529                                 /*
1530                                  * If we have not been able to reclaim
1531                                  * anything, it might because there are
1532                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1533                                  */
1534                                 if (!total)
1535                                         break;
1536                                 /*
1537                                  * We want to do more targeted reclaim.
1538                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1539                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1540                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1541                                  */
1542                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1543                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1544                                         break;
1545                         }
1546                         continue;
1547                 }
1548                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1549                                         pgdat, &nr_scanned);
1550                 *total_scanned += nr_scanned;
1551                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1552                         break;
1553         }
1554         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1555         return total;
1556 }
1557
1558 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1559 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1560         .name = "memcg_oom_lock",
1561 };
1562 #endif
1563
1564 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1565
1566 /*
1567  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1568  * If someone is running, return false.
1569  */
1570 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1571 {
1572         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1573
1574         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1575
1576         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1577                 if (iter->oom_lock) {
1578                         /*
1579                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1580                          * so we cannot give a lock.
1581                          */
1582                         failed = iter;
1583                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1584                         break;
1585                 } else
1586                         iter->oom_lock = true;
1587         }
1588
1589         if (failed) {
1590                 /*
1591                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1592                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1593                  */
1594                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1595                         if (iter == failed) {
1596                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1597                                 break;
1598                         }
1599                         iter->oom_lock = false;
1600                 }
1601         } else
1602                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1603
1604         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1605
1606         return !failed;
1607 }
1608
1609 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1610 {
1611         struct mem_cgroup *iter;
1612
1613         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1614         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1615         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1616                 iter->oom_lock = false;
1617         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1618 }
1619
1620 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1621 {
1622         struct mem_cgroup *iter;
1623
1624         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1625         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1626                 iter->under_oom++;
1627         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1628 }
1629
1630 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1631 {
1632         struct mem_cgroup *iter;
1633
1634         /*
1635          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1636          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1637          */
1638         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1639         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1640                 if (iter->under_oom > 0)
1641                         iter->under_oom--;
1642         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1643 }
1644
1645 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1646
1647 struct oom_wait_info {
1648         struct mem_cgroup *memcg;
1649         wait_queue_entry_t      wait;
1650 };
1651
1652 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1653         unsigned mode, int sync, void *arg)
1654 {
1655         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1656         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1657         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1658
1659         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1660         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1661
1662         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1663             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1664                 return 0;
1665         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1666 }
1667
1668 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1669 {
1670         /*
1671          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1672          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1673          * this function is called as a result of userland actions
1674          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1675          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1676          * triggering notification.
1677          */
1678         if (memcg && memcg->under_oom)
1679                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1680 }
1681
1682 enum oom_status {
1683         OOM_SUCCESS,
1684         OOM_FAILED,
1685         OOM_ASYNC,
1686         OOM_SKIPPED
1687 };
1688
1689 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1690 {
1691         enum oom_status ret;
1692         bool locked;
1693
1694         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1695                 return OOM_SKIPPED;
1696
1697         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1698
1699         /*
1700          * We are in the middle of the charge context here, so we
1701          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1702          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1703          *
1704          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1705          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1706          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1707          * released.
1708          *
1709          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1710          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1711          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1712          * invoke the oom killer here.
1713          *
1714          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1715          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1716          */
1717         if (memcg->oom_kill_disable) {
1718                 if (!current->in_user_fault)
1719                         return OOM_SKIPPED;
1720                 css_get(&memcg->css);
1721                 current->memcg_in_oom = memcg;
1722                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1723                 current->memcg_oom_order = order;
1724
1725                 return OOM_ASYNC;
1726         }
1727
1728         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1729
1730         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1731
1732         if (locked)
1733                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1734
1735         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1736         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1737                 ret = OOM_SUCCESS;
1738         else
1739                 ret = OOM_FAILED;
1740
1741         if (locked)
1742                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1743
1744         return ret;
1745 }
1746
1747 /**
1748  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1749  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1750  *
1751  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1752  * handler was enabled.
1753  *
1754  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1755  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1756  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1757  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1758  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1759  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1760  *
1761  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1762  * completed, %false otherwise.
1763  */
1764 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1765 {
1766         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1767         struct oom_wait_info owait;
1768         bool locked;
1769
1770         /* OOM is global, do not handle */
1771         if (!memcg)
1772                 return false;
1773
1774         if (!handle)
1775                 goto cleanup;
1776
1777         owait.memcg = memcg;
1778         owait.wait.flags = 0;
1779         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1780         owait.wait.private = current;
1781         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1782
1783         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1784         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1785
1786         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1787
1788         if (locked)
1789                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1790
1791         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1792                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1793                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1794                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1795                                          current->memcg_oom_order);
1796         } else {
1797                 schedule();
1798                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1799                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1800         }
1801
1802         if (locked) {
1803                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1804                 /*
1805                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1806                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1807                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1808                  */
1809                 memcg_oom_recover(memcg);
1810         }
1811 cleanup:
1812         current->memcg_in_oom = NULL;
1813         css_put(&memcg->css);
1814         return true;
1815 }
1816
1817 /**
1818  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1819  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1820  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1821  *
1822  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1823  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1824  *
1825  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1826  */
1827 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1828                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1829 {
1830         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1831         struct mem_cgroup *memcg;
1832
1833         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1834                 return NULL;
1835
1836         if (!oom_domain)
1837                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1838
1839         rcu_read_lock();
1840
1841         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1842         if (memcg == root_mem_cgroup)
1843                 goto out;
1844
1845         /*
1846          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1847          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1848          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1849          */
1850         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1851                 if (memcg->oom_group)
1852                         oom_group = memcg;
1853
1854                 if (memcg == oom_domain)
1855                         break;
1856         }
1857
1858         if (oom_group)
1859                 css_get(&oom_group->css);
1860 out:
1861         rcu_read_unlock();
1862
1863         return oom_group;
1864 }
1865
1866 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1867 {
1868         pr_info("Tasks in ");
1869         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1870         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1871 }
1872
1873 /**
1874  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1875  * @page: the page
1876  *
1877  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1878  * another cgroup.
1879  *
1880  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1881  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1882  * when @page might get freed inside the locked section.
1883  */
1884 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1885 {
1886         struct mem_cgroup *memcg;
1887         unsigned long flags;
1888
1889         /*
1890          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1891          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1892          * because page moving starts with an RCU grace period.
1893          *
1894          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1895          * the page state that is going to change is the only thing
1896          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1897          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1898          * keep off truncation, migration and so forth.
1899          */
1900         rcu_read_lock();
1901
1902         if (mem_cgroup_disabled())
1903                 return NULL;
1904 again:
1905         memcg = page->mem_cgroup;
1906         if (unlikely(!memcg))
1907                 return NULL;
1908
1909         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1910                 return memcg;
1911
1912         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1913         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1914                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1915                 goto again;
1916         }
1917
1918         /*
1919          * When charge migration first begins, we can have locked and
1920          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1921          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1922          */
1923         memcg->move_lock_task = current;
1924         memcg->move_lock_flags = flags;
1925
1926         return memcg;
1927 }
1928 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1929
1930 /**
1931  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
1932  * @memcg: the memcg
1933  *
1934  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
1935  */
1936 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1937 {
1938         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1939                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1940
1941                 memcg->move_lock_task = NULL;
1942                 memcg->move_lock_flags = 0;
1943
1944                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1945         }
1946
1947         rcu_read_unlock();
1948 }
1949
1950 /**
1951  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1952  * @page: the page
1953  */
1954 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1955 {
1956         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
1957 }
1958 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1959
1960 struct memcg_stock_pcp {
1961         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1962         unsigned int nr_pages;
1963         struct work_struct work;
1964         unsigned long flags;
1965 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1966 };
1967 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1968 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1969
1970 /**
1971  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1972  * @memcg: memcg to consume from.
1973  * @nr_pages: how many pages to charge.
1974  *
1975  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1976  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1977  * service an allocation will refill the stock.
1978  *
1979  * returns true if successful, false otherwise.
1980  */
1981 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1982 {
1983         struct memcg_stock_pcp *stock;
1984         unsigned long flags;
1985         bool ret = false;
1986
1987         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
1988                 return ret;
1989
1990         local_irq_save(flags);
1991
1992         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1993         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1994                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1995                 ret = true;
1996         }
1997
1998         local_irq_restore(flags);
1999
2000         return ret;
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2005  */
2006 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2007 {
2008         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2009
2010         if (stock->nr_pages) {
2011                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2012                 if (do_memsw_account())
2013                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2014                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2015                 stock->nr_pages = 0;
2016         }
2017         stock->cached = NULL;
2018 }
2019
2020 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2021 {
2022         struct memcg_stock_pcp *stock;
2023         unsigned long flags;
2024
2025         /*
2026          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2027          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2028          */
2029         local_irq_save(flags);
2030
2031         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2032         drain_stock(stock);
2033         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2034
2035         local_irq_restore(flags);
2036 }
2037
2038 /*
2039  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2040  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2041  */
2042 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2043 {
2044         struct memcg_stock_pcp *stock;
2045         unsigned long flags;
2046
2047         local_irq_save(flags);
2048
2049         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2050         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2051                 drain_stock(stock);
2052                 stock->cached = memcg;
2053         }
2054         stock->nr_pages += nr_pages;
2055
2056         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2057                 drain_stock(stock);
2058
2059         local_irq_restore(flags);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2064  * of the hierarchy under it.
2065  */
2066 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2067 {
2068         int cpu, curcpu;
2069
2070         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2071         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2072                 return;
2073         /*
2074          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2075          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2076          * as well as workers from this path always operate on the local
2077          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2078          */
2079         curcpu = get_cpu();
2080         for_each_online_cpu(cpu) {
2081                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2082                 struct mem_cgroup *memcg;
2083
2084                 memcg = stock->cached;
2085                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2086                         continue;
2087                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2088                         css_put(&memcg->css);
2089                         continue;
2090                 }
2091                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2092                         if (cpu == curcpu)
2093                                 drain_local_stock(&stock->work);
2094                         else
2095                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2096                 }
2097                 css_put(&memcg->css);
2098         }
2099         put_cpu();
2100         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2101 }
2102
2103 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2104 {
2105         struct memcg_stock_pcp *stock;
2106         struct mem_cgroup *memcg;
2107
2108         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2109         drain_stock(stock);
2110
2111         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2112                 int i;
2113
2114                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2115                         int nid;
2116                         long x;
2117
2118                         x = this_cpu_xchg(memcg->stat_cpu->count[i], 0);
2119                         if (x)
2120                                 atomic_long_add(x, &memcg->stat[i]);
2121
2122                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2123                                 continue;
2124
2125                         for_each_node(nid) {
2126                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2127
2128                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2129                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2130                                 if (x)
2131                                         atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2132                         }
2133                 }
2134
2135                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2136                         long x;
2137
2138                         x = this_cpu_xchg(memcg->stat_cpu->events[i], 0);
2139                         if (x)
2140                                 atomic_long_add(x, &memcg->events[i]);
2141                 }
2142         }
2143
2144         return 0;
2145 }
2146
2147 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2148                          unsigned int nr_pages,
2149                          gfp_t gfp_mask)
2150 {
2151         do {
2152                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2153                         continue;
2154                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2155                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2156         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2157 }
2158
2159 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2160 {
2161         struct mem_cgroup *memcg;
2162
2163         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2164         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2169  * and reclaims memory over the high limit.
2170  */
2171 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2172 {
2173         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2174         struct mem_cgroup *memcg;
2175
2176         if (likely(!nr_pages))
2177                 return;
2178
2179         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2180         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2181         css_put(&memcg->css);
2182         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2183 }
2184
2185 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2186                       unsigned int nr_pages)
2187 {
2188         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2189         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2190         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2191         struct page_counter *counter;
2192         unsigned long nr_reclaimed;
2193         bool may_swap = true;
2194         bool drained = false;
2195         bool oomed = false;
2196         enum oom_status oom_status;
2197
2198         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2199                 return 0;
2200 retry:
2201         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2202                 return 0;
2203
2204         if (!do_memsw_account() ||
2205             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2206                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2207                         goto done_restock;
2208                 if (do_memsw_account())
2209                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2210                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2211         } else {
2212                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2213                 may_swap = false;
2214         }
2215
2216         if (batch > nr_pages) {
2217                 batch = nr_pages;
2218                 goto retry;
2219         }
2220
2221         /*
2222          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2223          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2224          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2225          * free their memory.
2226          */
2227         if (unlikely(should_force_charge()))
2228                 goto force;
2229
2230         /*
2231          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2232          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2233          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2234          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2235          */
2236         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2237                 goto force;
2238
2239         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2240                 goto nomem;
2241
2242         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2243                 goto nomem;
2244
2245         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2246
2247         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2248                                                     gfp_mask, may_swap);
2249
2250         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2251                 goto retry;
2252
2253         if (!drained) {
2254                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2255                 drained = true;
2256                 goto retry;
2257         }
2258
2259         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2260                 goto nomem;
2261         /*
2262          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2263          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2264          * before killing the task.
2265          *
2266          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2267          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2268          * to regular pages anyway in case of failure.
2269          */
2270         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2271                 goto retry;
2272         /*
2273          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2274          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2275          */
2276         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2277                 goto retry;
2278
2279         if (nr_retries--)
2280                 goto retry;
2281
2282         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL && oomed)
2283                 goto nomem;
2284
2285         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2286                 goto force;
2287
2288         if (fatal_signal_pending(current))
2289                 goto force;
2290
2291         /*
2292          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2293          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2294          * couldn't make any progress.
2295          */
2296         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2297                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2298         switch (oom_status) {
2299         case OOM_SUCCESS:
2300                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2301                 oomed = true;
2302                 goto retry;
2303         case OOM_FAILED:
2304                 goto force;
2305         default:
2306                 goto nomem;
2307         }
2308 nomem:
2309         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2310                 return -ENOMEM;
2311 force:
2312         /*
2313          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2314          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2315          * temporarily by force charging it.
2316          */
2317         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2318         if (do_memsw_account())
2319                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2320         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2321
2322         return 0;
2323
2324 done_restock:
2325         css_get_many(&memcg->css, batch);
2326         if (batch > nr_pages)
2327                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2328
2329         /*
2330          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2331          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2332          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2333          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2334          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2335          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2336          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2337          */
2338         do {
2339                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2340                         /* Don't bother a random interrupted task */
2341                         if (in_interrupt()) {
2342                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2343                                 break;
2344                         }
2345                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2346                         set_notify_resume(current);
2347                         break;
2348                 }
2349         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2350
2351         return 0;
2352 }
2353
2354 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2355 {
2356         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2357                 return;
2358
2359         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2360         if (do_memsw_account())
2361                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2362
2363         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2364 }
2365
2366 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2367 {
2368         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2369
2370         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2371         if (PageLRU(page)) {
2372                 struct lruvec *lruvec;
2373
2374                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2375                 ClearPageLRU(page);
2376                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2377                 *isolated = 1;
2378         } else
2379                 *isolated = 0;
2380 }
2381
2382 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2383 {
2384         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2385
2386         if (isolated) {
2387                 struct lruvec *lruvec;
2388
2389                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2390                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2391                 SetPageLRU(page);
2392                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2393         }
2394         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2395 }
2396
2397 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2398                           bool lrucare)
2399 {
2400         int isolated;
2401
2402         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2403
2404         /*
2405          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2406          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2407          */
2408         if (lrucare)
2409                 lock_page_lru(page, &isolated);
2410
2411         /*
2412          * Nobody should be changing or seriously looking at
2413          * page->mem_cgroup at this point:
2414          *
2415          * - the page is uncharged
2416          *
2417          * - the page is off-LRU
2418          *
2419          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2420          *   a locked page table
2421          *
2422          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2423          *   have the page locked
2424          */
2425         page->mem_cgroup = memcg;
2426
2427         if (lrucare)
2428                 unlock_page_lru(page, isolated);
2429 }
2430
2431 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2432 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2433 {
2434         int id, size;
2435         int err;
2436
2437         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2438                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2439         if (id < 0)
2440                 return id;
2441
2442         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2443                 return id;
2444
2445         /*
2446          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2447          * so we have to grow them.
2448          */
2449         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2450
2451         size = 2 * (id + 1);
2452         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2453                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2454         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2455                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2456
2457         err = memcg_update_all_caches(size);
2458         if (!err)
2459                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2460         if (!err)
2461                 memcg_nr_cache_ids = size;
2462
2463         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2464
2465         if (err) {
2466                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2467                 return err;
2468         }
2469         return id;
2470 }
2471
2472 static void memcg_free_cache_id(int id)
2473 {
2474         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2475 }
2476
2477 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2478         struct mem_cgroup *memcg;
2479         struct kmem_cache *cachep;
2480         struct work_struct work;
2481 };
2482
2483 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2484 {
2485         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2486                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2487         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2488         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2489
2490         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2491
2492         css_put(&memcg->css);
2493         kfree(cw);
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2498  */
2499 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2500                                                struct kmem_cache *cachep)
2501 {
2502         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2503
2504         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2505         if (!cw)
2506                 return;
2507
2508         css_get(&memcg->css);
2509
2510         cw->memcg = memcg;
2511         cw->cachep = cachep;
2512         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2513
2514         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2515 }
2516
2517 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2518 {
2519         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2520                 return true;
2521         return false;
2522 }
2523
2524 /**
2525  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2526  * @cachep: the original global kmem cache
2527  *
2528  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2529  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2530  *
2531  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2532  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2533  * go through with the original cache.
2534  *
2535  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2536  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2537  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2538  * reference.
2539  */
2540 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2541 {
2542         struct mem_cgroup *memcg;
2543         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2544         int kmemcg_id;
2545
2546         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2547
2548         if (memcg_kmem_bypass())
2549                 return cachep;
2550
2551         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2552         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2553         if (kmemcg_id < 0)
2554                 goto out;
2555
2556         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2557         if (likely(memcg_cachep))
2558                 return memcg_cachep;
2559
2560         /*
2561          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2562          * context), we could be be predictable and return right away.
2563          * This would guarantee that the allocation being performed
2564          * already belongs in the new cache.
2565          *
2566          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2567          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2568          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2569          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2570          * defer everything.
2571          */
2572         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2573 out:
2574         css_put(&memcg->css);
2575         return cachep;
2576 }
2577
2578 /**
2579  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2580  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2581  */
2582 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2583 {
2584         if (!is_root_cache(cachep))
2585                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2586 }
2587
2588 /**
2589  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2590  * @page: page to charge
2591  * @gfp: reclaim mode
2592  * @order: allocation order
2593  * @memcg: memory cgroup to charge
2594  *
2595  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2596  */
2597 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2598                             struct mem_cgroup *memcg)
2599 {
2600         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2601         struct page_counter *counter;
2602         int ret;
2603
2604         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2605         if (ret)
2606                 return ret;
2607
2608         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2609             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2610                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2611                 return -ENOMEM;
2612         }
2613
2614         page->mem_cgroup = memcg;
2615
2616         return 0;
2617 }
2618
2619 /**
2620  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2621  * @page: page to charge
2622  * @gfp: reclaim mode
2623  * @order: allocation order
2624  *
2625  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2626  */
2627 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2628 {
2629         struct mem_cgroup *memcg;
2630         int ret = 0;
2631
2632         if (memcg_kmem_bypass())
2633                 return 0;
2634
2635         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2636         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2637                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2638                 if (!ret)
2639                         __SetPageKmemcg(page);
2640         }
2641         css_put(&memcg->css);
2642         return ret;
2643 }
2644 /**
2645  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2646  * @page: page to uncharge
2647  * @order: allocation order
2648  */
2649 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2650 {
2651         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2652         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2653
2654         if (!memcg)
2655                 return;
2656
2657         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2658
2659         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2660                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2661
2662         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2663         if (do_memsw_account())
2664                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2665
2666         page->mem_cgroup = NULL;
2667
2668         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2669         if (PageKmemcg(page))
2670                 __ClearPageKmemcg(page);
2671
2672         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2673 }
2674 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2675
2676 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2677
2678 /*
2679  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2680  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2681  */
2682 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2683 {
2684         int i;
2685
2686         if (mem_cgroup_disabled())
2687                 return;
2688
2689         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2690                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2691
2692         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2693 }
2694 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2695
2696 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2697 /**
2698  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2699  * @entry: swap entry to be moved
2700  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2701  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2702  *
2703  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2704  * as the mem_cgroup's id of @from.
2705  *
2706  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2707  *
2708  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2709  * both res and memsw, and called css_get().
2710  */
2711 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2712                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2713 {
2714         unsigned short old_id, new_id;
2715
2716         old_id = mem_cgroup_id(from);
2717         new_id = mem_cgroup_id(to);
2718
2719         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2720                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2721                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2722                 return 0;
2723         }
2724         return -EINVAL;
2725 }
2726 #else
2727 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2728                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2729 {
2730         return -EINVAL;
2731 }
2732 #endif
2733
2734 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2735
2736 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2737                                  unsigned long max, bool memsw)
2738 {
2739         bool enlarge = false;
2740         bool drained = false;
2741         int ret;
2742         bool limits_invariant;
2743         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2744
2745         do {
2746                 if (signal_pending(current)) {
2747                         ret = -EINTR;
2748                         break;
2749                 }
2750
2751                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2752                 /*
2753                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2754                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2755                  */
2756                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2757                                            max <= memcg->memsw.max;
2758                 if (!limits_invariant) {
2759                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2760                         ret = -EINVAL;
2761                         break;
2762                 }
2763                 if (max > counter->max)
2764                         enlarge = true;
2765                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2766                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2767
2768                 if (!ret)
2769                         break;
2770
2771                 if (!drained) {
2772                         drain_all_stock(memcg);
2773                         drained = true;
2774                         continue;
2775                 }
2776
2777                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2778                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2779                         ret = -EBUSY;
2780                         break;
2781                 }
2782         } while (true);
2783
2784         if (!ret && enlarge)
2785                 memcg_oom_recover(memcg);
2786
2787         return ret;
2788 }
2789
2790 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2791                                             gfp_t gfp_mask,
2792                                             unsigned long *total_scanned)
2793 {
2794         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2795         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2796         unsigned long reclaimed;
2797         int loop = 0;
2798         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2799         unsigned long excess;
2800         unsigned long nr_scanned;
2801
2802         if (order > 0)
2803                 return 0;
2804
2805         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2806
2807         /*
2808          * Do not even bother to check the largest node if the root
2809          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2810          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2811          */
2812         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2813                 return 0;
2814
2815         /*
2816          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2817          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2818          * pressure
2819          */
2820         do {
2821                 if (next_mz)
2822                         mz = next_mz;
2823                 else
2824                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2825                 if (!mz)
2826                         break;
2827
2828                 nr_scanned = 0;
2829                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2830                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2831                 nr_reclaimed += reclaimed;
2832                 *total_scanned += nr_scanned;
2833                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2834                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2835
2836                 /*
2837                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2838                  * it is time to move on to the next cgroup
2839                  */
2840                 next_mz = NULL;
2841                 if (!reclaimed)
2842                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2843
2844                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2845                 /*
2846                  * One school of thought says that we should not add
2847                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2848                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2849                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2850                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2851                  * term TODO.
2852                  */
2853                 /* If excess == 0, no tree ops */
2854                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2855                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2856                 css_put(&mz->memcg->css);
2857                 loop++;
2858                 /*
2859                  * Could not reclaim anything and there are no more
2860                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2861                  * reclaiming anything.
2862                  */
2863                 if (!nr_reclaimed &&
2864                         (next_mz == NULL ||
2865                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2866                         break;
2867         } while (!nr_reclaimed);
2868         if (next_mz)
2869                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2870         return nr_reclaimed;
2871 }
2872
2873 /*
2874  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2875  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2876  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2877  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2878  */
2879 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2880 {
2881         bool ret;
2882
2883         rcu_read_lock();
2884         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2885         rcu_read_unlock();
2886         return ret;
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2891  *
2892  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2893  */
2894 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2895 {
2896         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2897
2898         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2899         lru_add_drain_all();
2900
2901         drain_all_stock(memcg);
2902
2903         /* try to free all pages in this cgroup */
2904         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2905                 int progress;
2906
2907                 if (signal_pending(current))
2908                         return -EINTR;
2909
2910                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2911                                                         GFP_KERNEL, true);
2912                 if (!progress) {
2913                         nr_retries--;
2914                         /* maybe some writeback is necessary */
2915                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2916                 }
2917
2918         }
2919
2920         return 0;
2921 }
2922
2923 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2924                                             char *buf, size_t nbytes,
2925                                             loff_t off)
2926 {
2927         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2928
2929         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2930                 return -EINVAL;
2931         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2932 }
2933
2934 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2935                                      struct cftype *cft)
2936 {
2937         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2938 }
2939
2940 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2941                                       struct cftype *cft, u64 val)
2942 {
2943         int retval = 0;
2944         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2945         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2946
2947         if (memcg->use_hierarchy == val)
2948                 return 0;
2949
2950         /*
2951          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2952          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2953          * occur, provided the current cgroup has no children.
2954          *
2955          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2956          * set if there are no children.
2957          */
2958         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2959                                 (val == 1 || val == 0)) {
2960                 if (!memcg_has_children(memcg))
2961                         memcg->use_hierarchy = val;
2962                 else
2963                         retval = -EBUSY;
2964         } else
2965                 retval = -EINVAL;
2966
2967         return retval;
2968 }
2969
2970 struct accumulated_stats {
2971         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT];
2972         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
2973         unsigned long lru_pages[NR_LRU_LISTS];
2974         const unsigned int *stats_array;
2975         const unsigned int *events_array;
2976         int stats_size;
2977         int events_size;
2978 };
2979
2980 static void accumulate_memcg_tree(struct mem_cgroup *memcg,
2981                                   struct accumulated_stats *acc)
2982 {
2983         struct mem_cgroup *mi;
2984         int i;
2985
2986         for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg) {
2987                 for (i = 0; i < acc->stats_size; i++)
2988                         acc->stat[i] += memcg_page_state(mi,
2989                                 acc->stats_array ? acc->stats_array[i] : i);
2990
2991                 for (i = 0; i < acc->events_size; i++)
2992                         acc->events[i] += memcg_sum_events(mi,
2993                                 acc->events_array ? acc->events_array[i] : i);
2994
2995                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
2996                         acc->lru_pages[i] +=
2997                                 mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
2998         }
2999 }
3000
3001 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3002 {
3003         unsigned long val = 0;
3004
3005         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3006                 struct mem_cgroup *iter;
3007
3008                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
3009                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_CACHE);
3010                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_RSS);
3011                         if (swap)
3012                                 val += memcg_page_state(iter, MEMCG_SWAP);
3013                 }
3014         } else {
3015                 if (!swap)
3016                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3017                 else
3018                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3019         }
3020         return val;
3021 }
3022
3023 enum {
3024         RES_USAGE,
3025         RES_LIMIT,
3026         RES_MAX_USAGE,
3027         RES_FAILCNT,
3028         RES_SOFT_LIMIT,
3029 };
3030
3031 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3032                                struct cftype *cft)
3033 {
3034         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3035         struct page_counter *counter;
3036
3037         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3038         case _MEM:
3039                 counter = &memcg->memory;
3040                 break;
3041         case _MEMSWAP:
3042                 counter = &memcg->memsw;
3043                 break;
3044         case _KMEM:
3045                 counter = &memcg->kmem;
3046                 break;
3047         case _TCP:
3048                 counter = &memcg->tcpmem;
3049                 break;
3050         default:
3051                 BUG();
3052         }
3053
3054         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3055         case RES_USAGE:
3056                 if (counter == &memcg->memory)
3057                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3058                 if (counter == &memcg->memsw)
3059                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3060                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3061         case RES_LIMIT:
3062                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3063         case RES_MAX_USAGE:
3064                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3065         case RES_FAILCNT:
3066                 return counter->failcnt;
3067         case RES_SOFT_LIMIT:
3068                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3069         default:
3070                 BUG();
3071         }
3072 }
3073
3074 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3075 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3076 {
3077         int memcg_id;
3078
3079         if (cgroup_memory_nokmem)
3080                 return 0;
3081
3082         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3083         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3084
3085         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3086         if (memcg_id < 0)
3087                 return memcg_id;
3088
3089         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3090         /*
3091          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3092          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3093          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3094          * patched.
3095          */
3096         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3097         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3098         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3099
3100         return 0;
3101 }
3102
3103 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3104 {
3105         struct cgroup_subsys_state *css;
3106         struct mem_cgroup *parent, *child;
3107         int kmemcg_id;
3108
3109         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3110                 return;
3111         /*
3112          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3113          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3114          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3115          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3116          */
3117         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3118
3119         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3120
3121         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3122         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3123
3124         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3125         if (!parent)
3126                 parent = root_mem_cgroup;
3127
3128         /*
3129          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3130          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3131          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3132          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3133          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3134          * memcg_drain_all_list_lrus().
3135          */
3136         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3137         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3138                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3139                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3140                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3141                 if (!memcg->use_hierarchy)
3142                         break;
3143         }
3144         rcu_read_unlock();
3145
3146         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3147
3148         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3149 }
3150
3151 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3152 {
3153         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3154         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3155                 memcg_offline_kmem(memcg);
3156
3157         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3158                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3159                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3160                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3161         }
3162 }
3163 #else
3164 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3165 {
3166         return 0;
3167 }
3168 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3169 {
3170 }
3171 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3172 {
3173 }
3174 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3175
3176 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3177                                  unsigned long max)
3178 {
3179         int ret;
3180
3181         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3182         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3183         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3184         return ret;
3185 }
3186
3187 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3188 {
3189         int ret;
3190
3191         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3192
3193         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3194         if (ret)
3195                 goto out;
3196
3197         if (!memcg->tcpmem_active) {
3198                 /*
3199                  * The active flag needs to be written after the static_key
3200                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3201                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3202                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3203                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3204                  *
3205                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3206                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3207                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3208                  * yet, we'll lose accounting.
3209                  *
3210                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3211                  * because when this value change, the code to process it is not
3212                  * patched in yet.
3213                  */
3214                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3215                 memcg->tcpmem_active = true;
3216         }
3217 out:
3218         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3219         return ret;
3220 }
3221
3222 /*
3223  * The user of this function is...
3224  * RES_LIMIT.
3225  */
3226 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3227                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3228 {
3229         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3230         unsigned long nr_pages;
3231         int ret;
3232
3233         buf = strstrip(buf);
3234         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3235         if (ret)
3236                 return ret;
3237
3238         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3239         case RES_LIMIT:
3240                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3241                         ret = -EINVAL;
3242                         break;
3243                 }
3244                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3245                 case _MEM:
3246                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3247                         break;
3248                 case _MEMSWAP:
3249                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3250                         break;
3251                 case _KMEM:
3252                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3253                         break;
3254                 case _TCP:
3255                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3256                         break;
3257                 }
3258                 break;
3259         case RES_SOFT_LIMIT:
3260                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3261                 ret = 0;
3262                 break;
3263         }
3264         return ret ?: nbytes;
3265 }
3266
3267 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3268                                 size_t nbytes, loff_t off)
3269 {
3270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3271         struct page_counter *counter;
3272
3273         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3274         case _MEM:
3275                 counter = &memcg->memory;
3276                 break;
3277         case _MEMSWAP:
3278                 counter = &memcg->memsw;
3279                 break;
3280         case _KMEM:
3281                 counter = &memcg->kmem;
3282                 break;
3283         case _TCP:
3284                 counter = &memcg->tcpmem;
3285                 break;
3286         default:
3287                 BUG();
3288         }
3289
3290         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3291         case RES_MAX_USAGE:
3292                 page_counter_reset_watermark(counter);
3293                 break;
3294         case RES_FAILCNT:
3295                 counter->failcnt = 0;
3296                 break;
3297         default:
3298                 BUG();
3299         }
3300
3301         return nbytes;
3302 }
3303
3304 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3305                                         struct cftype *cft)
3306 {
3307         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3308 }
3309
3310 #ifdef CONFIG_MMU
3311 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3312                                         struct cftype *cft, u64 val)
3313 {
3314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3315
3316         if (val & ~MOVE_MASK)
3317                 return -EINVAL;
3318
3319         /*
3320          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3321          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3322          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3323          * affect task migrations starting after the change.
3324          */
3325         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3326         return 0;
3327 }
3328 #else
3329 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3330                                         struct cftype *cft, u64 val)
3331 {
3332         return -ENOSYS;
3333 }
3334 #endif
3335
3336 #ifdef CONFIG_NUMA
3337 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3338 {
3339         struct numa_stat {
3340                 const char *name;
3341                 unsigned int lru_mask;
3342         };
3343
3344         static const struct numa_stat stats[] = {
3345                 { "total", LRU_ALL },
3346                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3347                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3348                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3349         };
3350         const struct numa_stat *stat;
3351         int nid;
3352         unsigned long nr;
3353         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3354
3355         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3356                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3357                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3358                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3359                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3360                                                           stat->lru_mask);
3361                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3362                 }
3363                 seq_putc(m, '\n');
3364         }
3365
3366         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3367                 struct mem_cgroup *iter;
3368
3369                 nr = 0;
3370                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3371                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3372                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3373                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3374                         nr = 0;
3375                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3376                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3377                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3378                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3379                 }
3380                 seq_putc(m, '\n');
3381         }
3382
3383         return 0;
3384 }
3385 #endif /* CONFIG_NUMA */
3386
3387 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3388 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3389         PGPGIN,
3390         PGPGOUT,
3391         PGFAULT,
3392         PGMAJFAULT,
3393 };
3394
3395 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3396         "pgpgin",
3397         "pgpgout",
3398         "pgfault",
3399         "pgmajfault",
3400 };
3401
3402 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3403 {
3404         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3405         unsigned long memory, memsw;
3406         struct mem_cgroup *mi;
3407         unsigned int i;
3408         struct accumulated_stats acc;
3409
3410         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3411         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3412
3413         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3414                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3415                         continue;
3416                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3417                            memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3418                            PAGE_SIZE);
3419         }
3420
3421         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3422                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3423                            memcg_sum_events(memcg, memcg1_events[i]));
3424
3425         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3426                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3427                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3428
3429         /* Hierarchical information */
3430         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3431         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3432                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3433                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3434         }
3435         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3436                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3437         if (do_memsw_account())
3438                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3439                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3440
3441         memset(&acc, 0, sizeof(acc));
3442         acc.stats_size = ARRAY_SIZE(memcg1_stats);
3443         acc.stats_array = memcg1_stats;
3444         acc.events_size = ARRAY_SIZE(memcg1_events);
3445         acc.events_array = memcg1_events;
3446         accumulate_memcg_tree(memcg, &acc);
3447
3448         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3449                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3450                         continue;
3451                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3452                            (u64)acc.stat[i] * PAGE_SIZE);
3453         }
3454
3455         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3456                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3457                            (u64)acc.events[i]);
3458
3459         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3460                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3461                            (u64)acc.lru_pages[i] * PAGE_SIZE);
3462
3463 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3464         {
3465                 pg_data_t *pgdat;
3466                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3467                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3468                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3469                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3470
3471                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3472                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3473                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3474
3475                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3476                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3477                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3478                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3479                 }
3480                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3481                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3482                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3483                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3484         }
3485 #endif
3486
3487         return 0;
3488 }
3489
3490 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3491                                       struct cftype *cft)
3492 {
3493         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3494
3495         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3496 }
3497
3498 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3499                                        struct cftype *cft, u64 val)
3500 {
3501         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3502
3503         if (val > 100)
3504                 return -EINVAL;
3505
3506         if (css->parent)
3507                 memcg->swappiness = val;
3508         else
3509                 vm_swappiness = val;
3510
3511         return 0;
3512 }
3513
3514 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3515 {
3516         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3517         unsigned long usage;
3518         int i;
3519
3520         rcu_read_lock();
3521         if (!swap)
3522                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3523         else
3524                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3525
3526         if (!t)
3527                 goto unlock;
3528
3529         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3530
3531         /*
3532          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3533          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3534          * call of __mem_cgroup_threshold().
3535          */
3536         i = t->current_threshold;
3537
3538         /*
3539          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3540          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3541          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3542          * only one element of the array here.
3543          */
3544         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3545                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3546
3547         /* i = current_threshold + 1 */
3548         i++;
3549
3550         /*
3551          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3552          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3553          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3554          * only one element of the array here.
3555          */
3556         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3557                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3558
3559         /* Update current_threshold */
3560         t->current_threshold = i - 1;
3561 unlock:
3562         rcu_read_unlock();
3563 }
3564
3565 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3566 {
3567         while (memcg) {
3568                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3569                 if (do_memsw_account())
3570                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3571
3572                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3573         }
3574 }
3575
3576 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3577 {
3578         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3579         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3580
3581         if (_a->threshold > _b->threshold)
3582                 return 1;
3583
3584         if (_a->threshold < _b->threshold)
3585                 return -1;
3586
3587         return 0;
3588 }
3589
3590 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3591 {
3592         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3593
3594         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3595
3596         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3597                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3598
3599         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3600         return 0;
3601 }
3602
3603 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3604 {
3605         struct mem_cgroup *iter;
3606
3607         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3608                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3609 }
3610
3611 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3612         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3613 {
3614         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3615         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3616         unsigned long threshold;
3617         unsigned long usage;
3618         int i, size, ret;
3619
3620         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3621         if (ret)
3622                 return ret;
3623
3624         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3625
3626         if (type == _MEM) {
3627                 thresholds = &memcg->thresholds;
3628                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3629         } else if (type == _MEMSWAP) {
3630                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3631                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3632         } else
3633                 BUG();
3634
3635         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3636         if (thresholds->primary)
3637                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3638
3639         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3640
3641         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3642         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3643         if (!new) {
3644                 ret = -ENOMEM;
3645                 goto unlock;
3646         }
3647         new->size = size;
3648
3649         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3650         if (thresholds->primary) {
3651                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3652                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3653         }
3654
3655         /* Add new threshold */
3656         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3657         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3658
3659         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3660         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3661                         compare_thresholds, NULL);
3662
3663         /* Find current threshold */
3664         new->current_threshold = -1;
3665         for (i = 0; i < size; i++) {
3666                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3667                         /*
3668                          * new->current_threshold will not be used until
3669                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3670                          * it here.
3671                          */
3672                         ++new->current_threshold;
3673                 } else
3674                         break;
3675         }
3676
3677         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3678         kfree(thresholds->spare);
3679         thresholds->spare = thresholds->primary;
3680
3681         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3682
3683         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3684         synchronize_rcu();
3685
3686 unlock:
3687         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3688
3689         return ret;
3690 }
3691
3692 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3693         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3694 {
3695         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3696 }
3697
3698 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3699         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3700 {
3701         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3702 }
3703
3704 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3705         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3706 {
3707         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3708         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3709         unsigned long usage;
3710         int i, j, size;
3711
3712         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3713
3714         if (type == _MEM) {
3715                 thresholds = &memcg->thresholds;
3716                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3717         } else if (type == _MEMSWAP) {
3718                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3719                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3720         } else
3721                 BUG();
3722
3723         if (!thresholds->primary)
3724                 goto unlock;
3725
3726         /* Check if a threshold crossed before removing */
3727         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3728
3729         /* Calculate new number of threshold */
3730         size = 0;
3731         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3732                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3733                         size++;
3734         }
3735
3736         new = thresholds->spare;
3737
3738         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3739         if (!size) {
3740                 kfree(new);
3741                 new = NULL;
3742                 goto swap_buffers;
3743         }
3744
3745         new->size = size;
3746
3747         /* Copy thresholds and find current threshold */
3748         new->current_threshold = -1;
3749         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3750                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3751                         continue;
3752
3753                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3754                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3755                         /*
3756                          * new->current_threshold will not be used
3757                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3758                          * it here.
3759                          */
3760                         ++new->current_threshold;
3761                 }
3762                 j++;
3763         }
3764
3765 swap_buffers:
3766         /* Swap primary and spare array */
3767         thresholds->spare = thresholds->primary;
3768
3769         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3770
3771         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3772         synchronize_rcu();
3773
3774         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3775         if (!new) {
3776                 kfree(thresholds->spare);
3777                 thresholds->spare = NULL;
3778         }
3779 unlock:
3780         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3781 }
3782
3783 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3784         struct eventfd_ctx *eventfd)
3785 {
3786         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3787 }
3788
3789 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3790         struct eventfd_ctx *eventfd)
3791 {
3792         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3793 }
3794
3795 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3796         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3797 {
3798         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3799
3800         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3801         if (!event)
3802                 return -ENOMEM;
3803
3804         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3805
3806         event->eventfd = eventfd;
3807         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3808
3809         /* already in OOM ? */
3810         if (memcg->under_oom)
3811                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3812         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3813
3814         return 0;
3815 }
3816
3817 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3818         struct eventfd_ctx *eventfd)
3819 {
3820         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3821
3822         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3823
3824         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3825                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3826                         list_del(&ev->list);
3827                         kfree(ev);
3828                 }
3829         }
3830
3831         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3832 }
3833
3834 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3835 {
3836         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
3837
3838         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3839         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3840         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
3841                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
3842         return 0;
3843 }
3844
3845 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3846         struct cftype *cft, u64 val)
3847 {
3848         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3849
3850         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3851         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3852                 return -EINVAL;
3853
3854         memcg->oom_kill_disable = val;
3855         if (!val)
3856                 memcg_oom_recover(memcg);
3857
3858         return 0;
3859 }
3860
3861 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3862
3863 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3864 {
3865         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3866 }
3867
3868 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3869 {
3870         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3871 }
3872
3873 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3874 {
3875         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3876 }
3877
3878 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3879 {
3880         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3881
3882         if (!memcg->css.parent)
3883                 return NULL;
3884
3885         return &memcg->cgwb_domain;
3886 }
3887
3888 /*
3889  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
3890  * Keep in sync with memcg_exact_page().
3891  */
3892 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
3893 {
3894         long x = atomic_long_read(&memcg->stat[idx]);
3895         int cpu;
3896
3897         for_each_online_cpu(cpu)
3898                 x += per_cpu_ptr(memcg->stat_cpu, cpu)->count[idx];
3899         if (x < 0)
3900                 x = 0;
3901         return x;
3902 }
3903
3904 /**
3905  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3906  * @wb: bdi_writeback in question
3907  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3908  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3909  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3910  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3911  *
3912  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3913  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3914  * is a bit more involved.
3915  *
3916  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3917  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3918  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3919  * available memory in the system.  The caller should further cap
3920  * *@pheadroom accordingly.
3921  */
3922 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3923                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3924                          unsigned long *pwriteback)
3925 {
3926         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3927         struct mem_cgroup *parent;
3928
3929         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
3930
3931         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3932         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
3933         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3934                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3935         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3936
3937         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3938                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
3939                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3940
3941                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3942                 memcg = parent;
3943         }
3944 }
3945
3946 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3947
3948 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3949 {
3950         return 0;
3951 }
3952
3953 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3954 {
3955 }
3956
3957 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3958 {
3959 }
3960
3961 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3962
3963 /*
3964  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3965  *
3966  * "cgroup.event_control" implementation.
3967  *
3968  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3969  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3970  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3971  *
3972  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3973  * possible.
3974  */
3975
3976 /*
3977  * Unregister event and free resources.
3978  *
3979  * Gets called from workqueue.
3980  */
3981 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3982 {
3983         struct mem_cgroup_event *event =
3984                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3985         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3986
3987         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3988
3989         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3990
3991         /* Notify userspace the event is going away. */
3992         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3993
3994         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3995         kfree(event);
3996         css_put(&memcg->css);
3997 }
3998
3999 /*
4000  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4001  *
4002  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4003  */
4004 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4005                             int sync, void *key)
4006 {
4007         struct mem_cgroup_event *event =
4008                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4009         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4010         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4011
4012         if (flags & EPOLLHUP) {
4013                 /*
4014                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4015 &n