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