Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/ebiederm...
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include "internal.h"
61 #include <net/sock.h>
62 #include <net/ip.h>
63 #include "slab.h"
64
65 #include <linux/uaccess.h>
66
67 #include <trace/events/vmscan.h>
68
69 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
70 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
71
72 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
73
74 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
75
76 /* Socket memory accounting disabled? */
77 static bool cgroup_memory_nosocket;
78
79 /* Kernel memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nokmem;
81
82 /* Whether the swap controller is active */
83 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
84 int do_swap_account __read_mostly;
85 #else
86 #define do_swap_account         0
87 #endif
88
89 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
90 static bool do_memsw_account(void)
91 {
92         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
93 }
94
95 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
96         "inactive_anon",
97         "active_anon",
98         "inactive_file",
99         "active_file",
100         "unevictable",
101 };
102
103 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
104 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
105 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
106
107 /*
108  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
109  * their hierarchy representation
110  */
111
112 struct mem_cgroup_tree_per_node {
113         struct rb_root rb_root;
114         struct rb_node *rb_rightmost;
115         spinlock_t lock;
116 };
117
118 struct mem_cgroup_tree {
119         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
120 };
121
122 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
123
124 /* for OOM */
125 struct mem_cgroup_eventfd_list {
126         struct list_head list;
127         struct eventfd_ctx *eventfd;
128 };
129
130 /*
131  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
132  */
133 struct mem_cgroup_event {
134         /*
135          * memcg which the event belongs to.
136          */
137         struct mem_cgroup *memcg;
138         /*
139          * eventfd to signal userspace about the event.
140          */
141         struct eventfd_ctx *eventfd;
142         /*
143          * Each of these stored in a list by the cgroup.
144          */
145         struct list_head list;
146         /*
147          * register_event() callback will be used to add new userspace
148          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
149          * on eventfd to send notification to userspace.
150          */
151         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
152                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
153         /*
154          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
155          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
156          * if you want provide notification functionality.
157          */
158         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
159                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
160         /*
161          * All fields below needed to unregister event when
162          * userspace closes eventfd.
163          */
164         poll_table pt;
165         wait_queue_head_t *wqh;
166         wait_queue_entry_t wait;
167         struct work_struct remove;
168 };
169
170 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
171 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
172
173 /* Stuffs for move charges at task migration. */
174 /*
175  * Types of charges to be moved.
176  */
177 #define MOVE_ANON       0x1U
178 #define MOVE_FILE       0x2U
179 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
180
181 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
182 static struct move_charge_struct {
183         spinlock_t        lock; /* for from, to */
184         struct mm_struct  *mm;
185         struct mem_cgroup *from;
186         struct mem_cgroup *to;
187         unsigned long flags;
188         unsigned long precharge;
189         unsigned long moved_charge;
190         unsigned long moved_swap;
191         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
192         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
193 } mc = {
194         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
195         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
196 };
197
198 /*
199  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
200  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
201  */
202 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
203 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
204
205 enum charge_type {
206         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
210         NR_CHARGE_TYPE,
211 };
212
213 /* for encoding cft->private value on file */
214 enum res_type {
215         _MEM,
216         _MEMSWAP,
217         _OOM_TYPE,
218         _KMEM,
219         _TCP,
220 };
221
222 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
223 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
224 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
225 /* Used for OOM nofiier */
226 #define OOM_CONTROL             (0)
227
228 /*
229  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
230  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
231  * be used for reference counting.
232  */
233 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
234         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
235              iter != NULL;                              \
236              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
237
238 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
239         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
240              iter != NULL;                              \
241              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
242
243 static inline bool should_force_charge(void)
244 {
245         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
246                 (current->flags & PF_EXITING);
247 }
248
249 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
250 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
251 {
252         if (!memcg)
253                 memcg = root_mem_cgroup;
254         return &memcg->vmpressure;
255 }
256
257 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
258 {
259         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
260 }
261
262 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
263 /*
264  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
265  * The main reason for not using cgroup id for this:
266  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
267  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
268  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
269  *  200 entry array for that.
270  *
271  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
272  * will double each time we have to increase it.
273  */
274 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
275 int memcg_nr_cache_ids;
276
277 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
278 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
279
280 void memcg_get_cache_ids(void)
281 {
282         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
283 }
284
285 void memcg_put_cache_ids(void)
286 {
287         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
288 }
289
290 /*
291  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
292  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
293  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
294  * tunable, but that is strictly not necessary.
295  *
296  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
297  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
298  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
299  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
300  * increase ours as well if it increases.
301  */
302 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
303 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
304
305 /*
306  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
307  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
308  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
309  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
310  */
311 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
312 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
313
314 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
315
316 static int memcg_shrinker_map_size;
317 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
318
319 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
320 {
321         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
322 }
323
324 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
325                                          int size, int old_size)
326 {
327         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
328         int nid;
329
330         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
331
332         for_each_node(nid) {
333                 old = rcu_dereference_protected(
334                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
335                 /* Not yet online memcg */
336                 if (!old)
337                         return 0;
338
339                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
340                 if (!new)
341                         return -ENOMEM;
342
343                 /* Set all old bits, clear all new bits */
344                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
345                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
346
347                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
348                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
349         }
350
351         return 0;
352 }
353
354 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
355 {
356         struct mem_cgroup_per_node *pn;
357         struct memcg_shrinker_map *map;
358         int nid;
359
360         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
361                 return;
362
363         for_each_node(nid) {
364                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
365                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
366                 if (map)
367                         kvfree(map);
368                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
369         }
370 }
371
372 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
373 {
374         struct memcg_shrinker_map *map;
375         int nid, size, ret = 0;
376
377         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
378                 return 0;
379
380         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
381         size = memcg_shrinker_map_size;
382         for_each_node(nid) {
383                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
384                 if (!map) {
385                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
386                         ret = -ENOMEM;
387                         break;
388                 }
389                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
390         }
391         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
392
393         return ret;
394 }
395
396 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
397 {
398         int size, old_size, ret = 0;
399         struct mem_cgroup *memcg;
400
401         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
402         old_size = memcg_shrinker_map_size;
403         if (size <= old_size)
404                 return 0;
405
406         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
407         if (!root_mem_cgroup)
408                 goto unlock;
409
410         for_each_mem_cgroup(memcg) {
411                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
412                         continue;
413                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
414                 if (ret)
415                         goto unlock;
416         }
417 unlock:
418         if (!ret)
419                 memcg_shrinker_map_size = size;
420         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
421         return ret;
422 }
423
424 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
425 {
426         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
427                 struct memcg_shrinker_map *map;
428
429                 rcu_read_lock();
430                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
431                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
432                 smp_mb__before_atomic();
433                 set_bit(shrinker_id, map->map);
434                 rcu_read_unlock();
435         }
436 }
437
438 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
439 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
440 {
441         return 0;
442 }
443 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
444 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
445
446 /**
447  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
448  * @page: page of interest
449  *
450  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
451  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
452  * until it is released.
453  *
454  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
455  * is returned.
456  */
457 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
458 {
459         struct mem_cgroup *memcg;
460
461         memcg = page->mem_cgroup;
462
463         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
464                 memcg = root_mem_cgroup;
465
466         return &memcg->css;
467 }
468
469 /**
470  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
471  * @page: the page
472  *
473  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
474  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
475  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
476  *
477  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
478  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
479  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
480  * do not care (such as procfs interfaces).
481  */
482 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
483 {
484         struct mem_cgroup *memcg;
485         unsigned long ino = 0;
486
487         rcu_read_lock();
488         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
489         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
490                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
491         if (memcg)
492                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
493         rcu_read_unlock();
494         return ino;
495 }
496
497 static struct mem_cgroup_per_node *
498 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
499 {
500         int nid = page_to_nid(page);
501
502         return memcg->nodeinfo[nid];
503 }
504
505 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
506 soft_limit_tree_node(int nid)
507 {
508         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
509 }
510
511 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
512 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
513 {
514         int nid = page_to_nid(page);
515
516         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
517 }
518
519 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
520                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
521                                          unsigned long new_usage_in_excess)
522 {
523         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
524         struct rb_node *parent = NULL;
525         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
526         bool rightmost = true;
527
528         if (mz->on_tree)
529                 return;
530
531         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
532         if (!mz->usage_in_excess)
533                 return;
534         while (*p) {
535                 parent = *p;
536                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
537                                         tree_node);
538                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
539                         p = &(*p)->rb_left;
540                         rightmost = false;
541                 }
542
543                 /*
544                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
545                  * limit by the same amount
546                  */
547                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
548                         p = &(*p)->rb_right;
549         }
550
551         if (rightmost)
552                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
553
554         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
555         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
556         mz->on_tree = true;
557 }
558
559 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
560                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
561 {
562         if (!mz->on_tree)
563                 return;
564
565         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
566                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
567
568         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
569         mz->on_tree = false;
570 }
571
572 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
573                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
574 {
575         unsigned long flags;
576
577         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
578         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
579         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
580 }
581
582 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
583 {
584         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
585         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
586         unsigned long excess = 0;
587
588         if (nr_pages > soft_limit)
589                 excess = nr_pages - soft_limit;
590
591         return excess;
592 }
593
594 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
595 {
596         unsigned long excess;
597         struct mem_cgroup_per_node *mz;
598         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
599
600         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
601         if (!mctz)
602                 return;
603         /*
604          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
605          * because their event counter is not touched.
606          */
607         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
608                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
609                 excess = soft_limit_excess(memcg);
610                 /*
611                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
612                  * mem is over its softlimit.
613                  */
614                 if (excess || mz->on_tree) {
615                         unsigned long flags;
616
617                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
618                         /* if on-tree, remove it */
619                         if (mz->on_tree)
620                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
621                         /*
622                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
623                          * If excess is 0, no tree ops.
624                          */
625                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
626                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
627                 }
628         }
629 }
630
631 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
632 {
633         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
634         struct mem_cgroup_per_node *mz;
635         int nid;
636
637         for_each_node(nid) {
638                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
639                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
640                 if (mctz)
641                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
642         }
643 }
644
645 static struct mem_cgroup_per_node *
646 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
647 {
648         struct mem_cgroup_per_node *mz;
649
650 retry:
651         mz = NULL;
652         if (!mctz->rb_rightmost)
653                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
654
655         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
656                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
657         /*
658          * Remove the node now but someone else can add it back,
659          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
660          * position in the tree.
661          */
662         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
663         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
664             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
665                 goto retry;
666 done:
667         return mz;
668 }
669
670 static struct mem_cgroup_per_node *
671 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
672 {
673         struct mem_cgroup_per_node *mz;
674
675         spin_lock_irq(&mctz->lock);
676         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
677         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
678         return mz;
679 }
680
681 /**
682  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
683  * @memcg: the memory cgroup
684  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
685  * @val: delta to add to the counter, can be negative
686  */
687 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
688 {
689         long x;
690
691         if (mem_cgroup_disabled())
692                 return;
693
694         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
695         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
696                 struct mem_cgroup *mi;
697
698                 atomic_long_add(x, &memcg->vmstats_local[idx]);
699                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
700                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
701                 x = 0;
702         }
703         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_per_node *
707 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
708 {
709         struct mem_cgroup *parent;
710
711         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
712         if (!parent)
713                 return NULL;
714         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
715 }
716
717 /**
718  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
719  * @lruvec: the lruvec
720  * @idx: the stat item
721  * @val: delta to add to the counter, can be negative
722  *
723  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
724  * function updates the all three counters that are affected by a
725  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
726  */
727 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
728                         int val)
729 {
730         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
731         struct mem_cgroup_per_node *pn;
732         struct mem_cgroup *memcg;
733         long x;
734
735         /* Update node */
736         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
737
738         if (mem_cgroup_disabled())
739                 return;
740
741         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
742         memcg = pn->memcg;
743
744         /* Update memcg */
745         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
746
747         /* Update lruvec */
748         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
749         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
750                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
751
752                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat_local[idx]);
753                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
754                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
755                 x = 0;
756         }
757         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
758 }
759
760 /**
761  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
762  * @memcg: the memory cgroup
763  * @idx: the event item
764  * @count: the number of events that occured
765  */
766 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
767                           unsigned long count)
768 {
769         unsigned long x;
770
771         if (mem_cgroup_disabled())
772                 return;
773
774         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
775         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
776                 struct mem_cgroup *mi;
777
778                 atomic_long_add(x, &memcg->vmevents_local[idx]);
779                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
780                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
781                 x = 0;
782         }
783         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
784 }
785
786 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
787 {
788         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
789 }
790
791 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
792 {
793         return atomic_long_read(&memcg->vmevents_local[event]);
794 }
795
796 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
797                                          struct page *page,
798                                          bool compound, int nr_pages)
799 {
800         /*
801          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
802          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
803          */
804         if (PageAnon(page))
805                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
806         else {
807                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
808                 if (PageSwapBacked(page))
809                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
810         }
811
812         if (compound) {
813                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
814                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
815         }
816
817         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
818         if (nr_pages > 0)
819                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
820         else {
821                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
822                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
823         }
824
825         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
826 }
827
828 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
829                                        enum mem_cgroup_events_target target)
830 {
831         unsigned long val, next;
832
833         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
834         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
835         /* from time_after() in jiffies.h */
836         if ((long)(next - val) < 0) {
837                 switch (target) {
838                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
839                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
840                         break;
841                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
842                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
843                         break;
844                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
845                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
846                         break;
847                 default:
848                         break;
849                 }
850                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
851                 return true;
852         }
853         return false;
854 }
855
856 /*
857  * Check events in order.
858  *
859  */
860 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
861 {
862         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
863         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
864                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
865                 bool do_softlimit;
866                 bool do_numainfo __maybe_unused;
867
868                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
869                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
870 #if MAX_NUMNODES > 1
871                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
872                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
873 #endif
874                 mem_cgroup_threshold(memcg);
875                 if (unlikely(do_softlimit))
876                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
877 #if MAX_NUMNODES > 1
878                 if (unlikely(do_numainfo))
879                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
880 #endif
881         }
882 }
883
884 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
885 {
886         /*
887          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
888          * if it races with swapoff, page migration, etc.
889          * So this can be called with p == NULL.
890          */
891         if (unlikely(!p))
892                 return NULL;
893
894         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
897
898 /**
899  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
900  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
901  *
902  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
903  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
904  * returned.
905  */
906 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
907 {
908         struct mem_cgroup *memcg;
909
910         if (mem_cgroup_disabled())
911                 return NULL;
912
913         rcu_read_lock();
914         do {
915                 /*
916                  * Page cache insertions can happen withou an
917                  * actual mm context, e.g. during disk probing
918                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
919                  */
920                 if (unlikely(!mm))
921                         memcg = root_mem_cgroup;
922                 else {
923                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
924                         if (unlikely(!memcg))
925                                 memcg = root_mem_cgroup;
926                 }
927         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
928         rcu_read_unlock();
929         return memcg;
930 }
931 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
932
933 /**
934  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
935  * @page: page from which memcg should be extracted.
936  *
937  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
938  * root_mem_cgroup is returned.
939  */
940 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
941 {
942         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
943
944         if (mem_cgroup_disabled())
945                 return NULL;
946
947         rcu_read_lock();
948         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
949                 memcg = root_mem_cgroup;
950         rcu_read_unlock();
951         return memcg;
952 }
953 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
954
955 /**
956  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
957  */
958 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
959 {
960         if (unlikely(current->active_memcg)) {
961                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
962
963                 rcu_read_lock();
964                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
965                         memcg = current->active_memcg;
966                 rcu_read_unlock();
967                 return memcg;
968         }
969         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
970 }
971
972 /**
973  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
974  * @root: hierarchy root
975  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
976  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
977  *
978  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
979  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
980  *
981  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
982  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
983  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
984  *
985  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
986  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
987  * reclaimers operating on the same node and priority.
988  */
989 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
990                                    struct mem_cgroup *prev,
991                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
992 {
993         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
994         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
995         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
996         struct mem_cgroup *pos = NULL;
997
998         if (mem_cgroup_disabled())
999                 return NULL;
1000
1001         if (!root)
1002                 root = root_mem_cgroup;
1003
1004         if (prev && !reclaim)
1005                 pos = prev;
1006
1007         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1008                 if (prev)
1009                         goto out;
1010                 return root;
1011         }
1012
1013         rcu_read_lock();
1014
1015         if (reclaim) {
1016                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1017
1018                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1019                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1020
1021                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1022                         goto out_unlock;
1023
1024                 while (1) {
1025                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1026                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1027                                 break;
1028                         /*
1029                          * css reference reached zero, so iter->position will
1030                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1031                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1032                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1033                          * might block it. So we clear iter->position right
1034                          * away.
1035                          */
1036                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1037                 }
1038         }
1039
1040         if (pos)
1041                 css = &pos->css;
1042
1043         for (;;) {
1044                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1045                 if (!css) {
1046                         /*
1047                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1048                          * new one might jump in right at the end of
1049                          * the hierarchy - make sure they see at least
1050                          * one group and restart from the beginning.
1051                          */
1052                         if (!prev)
1053                                 continue;
1054                         break;
1055                 }
1056
1057                 /*
1058                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1059                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1060                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1061                  */
1062                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1063
1064                 if (css == &root->css)
1065                         break;
1066
1067                 if (css_tryget(css))
1068                         break;
1069
1070                 memcg = NULL;
1071         }
1072
1073         if (reclaim) {
1074                 /*
1075                  * The position could have already been updated by a competing
1076                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1077                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1078                  */
1079                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1080
1081                 if (pos)
1082                         css_put(&pos->css);
1083
1084                 if (!memcg)
1085                         iter->generation++;
1086                 else if (!prev)
1087                         reclaim->generation = iter->generation;
1088         }
1089
1090 out_unlock:
1091         rcu_read_unlock();
1092 out:
1093         if (prev && prev != root)
1094                 css_put(&prev->css);
1095
1096         return memcg;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1101  * @root: hierarchy root
1102  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1103  */
1104 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1105                            struct mem_cgroup *prev)
1106 {
1107         if (!root)
1108                 root = root_mem_cgroup;
1109         if (prev && prev != root)
1110                 css_put(&prev->css);
1111 }
1112
1113 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1114 {
1115         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1116         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1117         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1118         int nid;
1119         int i;
1120
1121         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1122                 for_each_node(nid) {
1123                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1124                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1125                                 iter = &mz->iter[i];
1126                                 cmpxchg(&iter->position,
1127                                         dead_memcg, NULL);
1128                         }
1129                 }
1130         }
1131 }
1132
1133 /**
1134  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1135  * @memcg: hierarchy root
1136  * @fn: function to call for each task
1137  * @arg: argument passed to @fn
1138  *
1139  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1140  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1141  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1142  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1143  *
1144  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1145  */
1146 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1147                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1148 {
1149         struct mem_cgroup *iter;
1150         int ret = 0;
1151
1152         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1153
1154         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1155                 struct css_task_iter it;
1156                 struct task_struct *task;
1157
1158                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1159                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1160                         ret = fn(task, arg);
1161                 css_task_iter_end(&it);
1162                 if (ret) {
1163                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1164                         break;
1165                 }
1166         }
1167         return ret;
1168 }
1169
1170 /**
1171  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1172  * @page: the page
1173  * @pgdat: pgdat of the page
1174  *
1175  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1176  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1177  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1178  */
1179 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1180 {
1181         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1182         struct mem_cgroup *memcg;
1183         struct lruvec *lruvec;
1184
1185         if (mem_cgroup_disabled()) {
1186                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1187                 goto out;
1188         }
1189
1190         memcg = page->mem_cgroup;
1191         /*
1192          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1193          * possibly migrated - before they are charged.
1194          */
1195         if (!memcg)
1196                 memcg = root_mem_cgroup;
1197
1198         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1199         lruvec = &mz->lruvec;
1200 out:
1201         /*
1202          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1203          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1204          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1205          */
1206         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1207                 lruvec->pgdat = pgdat;
1208         return lruvec;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1213  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1214  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1215  * @zid: zone id of the accounted pages
1216  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1217  *
1218  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1219  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1220  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1221  */
1222 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1223                                 int zid, int nr_pages)
1224 {
1225         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1226         unsigned long *lru_size;
1227         long size;
1228
1229         if (mem_cgroup_disabled())
1230                 return;
1231
1232         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1233         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1234
1235         if (nr_pages < 0)
1236                 *lru_size += nr_pages;
1237
1238         size = *lru_size;
1239         if (WARN_ONCE(size < 0,
1240                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1241                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1242                 VM_BUG_ON(1);
1243                 *lru_size = 0;
1244         }
1245
1246         if (nr_pages > 0)
1247                 *lru_size += nr_pages;
1248 }
1249
1250 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1251 {
1252         struct mem_cgroup *task_memcg;
1253         struct task_struct *p;
1254         bool ret;
1255
1256         p = find_lock_task_mm(task);
1257         if (p) {
1258                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1259                 task_unlock(p);
1260         } else {
1261                 /*
1262                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1263                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1264                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1265                  */
1266                 rcu_read_lock();
1267                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1268                 css_get(&task_memcg->css);
1269                 rcu_read_unlock();
1270         }
1271         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1272         css_put(&task_memcg->css);
1273         return ret;
1274 }
1275
1276 /**
1277  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1278  * @memcg: the memory cgroup
1279  *
1280  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1281  * pages.
1282  */
1283 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1284 {
1285         unsigned long margin = 0;
1286         unsigned long count;
1287         unsigned long limit;
1288
1289         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1290         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1291         if (count < limit)
1292                 margin = limit - count;
1293
1294         if (do_memsw_account()) {
1295                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1296                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1297                 if (count <= limit)
1298                         margin = min(margin, limit - count);
1299                 else
1300                         margin = 0;
1301         }
1302
1303         return margin;
1304 }
1305
1306 /*
1307  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1308  *
1309  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1310  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1311  * caused by "move".
1312  */
1313 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *from;
1316         struct mem_cgroup *to;
1317         bool ret = false;
1318         /*
1319          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1320          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1321          */
1322         spin_lock(&mc.lock);
1323         from = mc.from;
1324         to = mc.to;
1325         if (!from)
1326                 goto unlock;
1327
1328         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1329                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1330 unlock:
1331         spin_unlock(&mc.lock);
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1338                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1339                         DEFINE_WAIT(wait);
1340                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1341                         /* moving charge context might have finished. */
1342                         if (mc.moving_task)
1343                                 schedule();
1344                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1345                         return true;
1346                 }
1347         }
1348         return false;
1349 }
1350
1351 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
1352         MEMCG_CACHE,
1353         MEMCG_RSS,
1354         MEMCG_RSS_HUGE,
1355         NR_SHMEM,
1356         NR_FILE_MAPPED,
1357         NR_FILE_DIRTY,
1358         NR_WRITEBACK,
1359         MEMCG_SWAP,
1360 };
1361
1362 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
1363         "cache",
1364         "rss",
1365         "rss_huge",
1366         "shmem",
1367         "mapped_file",
1368         "dirty",
1369         "writeback",
1370         "swap",
1371 };
1372
1373 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1374 /**
1375  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1376  * memory controller.
1377  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1378  * @p: Task that is going to be killed
1379  *
1380  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1381  * enabled
1382  */
1383 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1384 {
1385         rcu_read_lock();
1386
1387         if (memcg) {
1388                 pr_cont(",oom_memcg=");
1389                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1390         } else
1391                 pr_cont(",global_oom");
1392         if (p) {
1393                 pr_cont(",task_memcg=");
1394                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1395         }
1396         rcu_read_unlock();
1397 }
1398
1399 /**
1400  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1401  * memory controller.
1402  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1403  */
1404 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1405 {
1406         struct mem_cgroup *iter;
1407         unsigned int i;
1408
1409         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1410                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1411                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1412         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1413                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1414                 K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1415         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1416                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1417                 K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1418
1419         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1420                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1421                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1422                 pr_cont(":");
1423
1424                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
1425                         if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_swap_account)
1426                                 continue;
1427                         pr_cont(" %s:%luKB", memcg1_stat_names[i],
1428                                 K(memcg_page_state_local(iter,
1429                                                          memcg1_stats[i])));
1430                 }
1431
1432                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1433                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1434                                 K(memcg_page_state_local(iter,
1435                                                          NR_LRU_BASE + i)));
1436
1437                 pr_cont("\n");
1438         }
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1443  */
1444 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1445 {
1446         unsigned long max;
1447
1448         max = memcg->memory.max;
1449         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1450                 unsigned long memsw_max;
1451                 unsigned long swap_max;
1452
1453                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1454                 swap_max = memcg->swap.max;
1455                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1456                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1457         }
1458         return max;
1459 }
1460
1461 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1462                                      int order)
1463 {
1464         struct oom_control oc = {
1465                 .zonelist = NULL,
1466                 .nodemask = NULL,
1467                 .memcg = memcg,
1468                 .gfp_mask = gfp_mask,
1469                 .order = order,
1470         };
1471         bool ret;
1472
1473         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1474                 return true;
1475         /*
1476          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1477          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1478          */
1479         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1480         mutex_unlock(&oom_lock);
1481         return ret;
1482 }
1483
1484 #if MAX_NUMNODES > 1
1485
1486 /**
1487  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1488  * @memcg: the target memcg
1489  * @nid: the node ID to be checked.
1490  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1491  *
1492  * This function returns whether the specified memcg contains any
1493  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1494  * pages in the node.
1495  */
1496 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1497                 int nid, bool noswap)
1498 {
1499         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1500
1501         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1502             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1503                 return true;
1504         if (noswap || !total_swap_pages)
1505                 return false;
1506         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1507             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1508                 return true;
1509         return false;
1510
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1515  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1516  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1517  *
1518  */
1519 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1520 {
1521         int nid;
1522         /*
1523          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1524          * pagein/pageout changes since the last update.
1525          */
1526         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1527                 return;
1528         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1529                 return;
1530
1531         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1532         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1533
1534         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1535
1536                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1537                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1538         }
1539
1540         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1541         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1546  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1547  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1548  *
1549  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1550  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1551  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1552  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1553  *
1554  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1555  */
1556 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1557 {
1558         int node;
1559
1560         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1561         node = memcg->last_scanned_node;
1562
1563         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1564         /*
1565          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1566          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1567          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1568          */
1569         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1570                 node = numa_node_id();
1571
1572         memcg->last_scanned_node = node;
1573         return node;
1574 }
1575 #else
1576 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1577 {
1578         return 0;
1579 }
1580 #endif
1581
1582 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1583                                    pg_data_t *pgdat,
1584                                    gfp_t gfp_mask,
1585                                    unsigned long *total_scanned)
1586 {
1587         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1588         int total = 0;
1589         int loop = 0;
1590         unsigned long excess;
1591         unsigned long nr_scanned;
1592         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1593                 .pgdat = pgdat,
1594                 .priority = 0,
1595         };
1596
1597         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1598
1599         while (1) {
1600                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1601                 if (!victim) {
1602                         loop++;
1603                         if (loop >= 2) {
1604                                 /*
1605                                  * If we have not been able to reclaim
1606                                  * anything, it might because there are
1607                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1608                                  */
1609                                 if (!total)
1610                                         break;
1611                                 /*
1612                                  * We want to do more targeted reclaim.
1613                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1614                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1615                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1616                                  */
1617                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1618                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1619                                         break;
1620                         }
1621                         continue;
1622                 }
1623                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1624                                         pgdat, &nr_scanned);
1625                 *total_scanned += nr_scanned;
1626                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1627                         break;
1628         }
1629         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1630         return total;
1631 }
1632
1633 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1634 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1635         .name = "memcg_oom_lock",
1636 };
1637 #endif
1638
1639 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1640
1641 /*
1642  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1643  * If someone is running, return false.
1644  */
1645 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1646 {
1647         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1648
1649         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1650
1651         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1652                 if (iter->oom_lock) {
1653                         /*
1654                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1655                          * so we cannot give a lock.
1656                          */
1657                         failed = iter;
1658                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1659                         break;
1660                 } else
1661                         iter->oom_lock = true;
1662         }
1663
1664         if (failed) {
1665                 /*
1666                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1667                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1668                  */
1669                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1670                         if (iter == failed) {
1671                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1672                                 break;
1673                         }
1674                         iter->oom_lock = false;
1675                 }
1676         } else
1677                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1678
1679         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1680
1681         return !failed;
1682 }
1683
1684 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1685 {
1686         struct mem_cgroup *iter;
1687
1688         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1689         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1690         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1691                 iter->oom_lock = false;
1692         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1693 }
1694
1695 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1696 {
1697         struct mem_cgroup *iter;
1698
1699         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1700         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1701                 iter->under_oom++;
1702         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1703 }
1704
1705 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1706 {
1707         struct mem_cgroup *iter;
1708
1709         /*
1710          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1711          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1712          */
1713         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1714         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1715                 if (iter->under_oom > 0)
1716                         iter->under_oom--;
1717         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1718 }
1719
1720 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1721
1722 struct oom_wait_info {
1723         struct mem_cgroup *memcg;
1724         wait_queue_entry_t      wait;
1725 };
1726
1727 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1728         unsigned mode, int sync, void *arg)
1729 {
1730         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1731         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1732         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1733
1734         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1735         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1736
1737         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1738             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1739                 return 0;
1740         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1741 }
1742
1743 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1744 {
1745         /*
1746          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1747          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1748          * this function is called as a result of userland actions
1749          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1750          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1751          * triggering notification.
1752          */
1753         if (memcg && memcg->under_oom)
1754                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1755 }
1756
1757 enum oom_status {
1758         OOM_SUCCESS,
1759         OOM_FAILED,
1760         OOM_ASYNC,
1761         OOM_SKIPPED
1762 };
1763
1764 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1765 {
1766         enum oom_status ret;
1767         bool locked;
1768
1769         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1770                 return OOM_SKIPPED;
1771
1772         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1773
1774         /*
1775          * We are in the middle of the charge context here, so we
1776          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1777          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1778          *
1779          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1780          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1781          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1782          * released.
1783          *
1784          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1785          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1786          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1787          * invoke the oom killer here.
1788          *
1789          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1790          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1791          */
1792         if (memcg->oom_kill_disable) {
1793                 if (!current->in_user_fault)
1794                         return OOM_SKIPPED;
1795                 css_get(&memcg->css);
1796                 current->memcg_in_oom = memcg;
1797                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1798                 current->memcg_oom_order = order;
1799
1800                 return OOM_ASYNC;
1801         }
1802
1803         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1804
1805         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1806
1807         if (locked)
1808                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1809
1810         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1811         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1812                 ret = OOM_SUCCESS;
1813         else
1814                 ret = OOM_FAILED;
1815
1816         if (locked)
1817                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1818
1819         return ret;
1820 }
1821
1822 /**
1823  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1824  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1825  *
1826  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1827  * handler was enabled.
1828  *
1829  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1830  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1831  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1832  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1833  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1834  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1835  *
1836  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1837  * completed, %false otherwise.
1838  */
1839 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1840 {
1841         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1842         struct oom_wait_info owait;
1843         bool locked;
1844
1845         /* OOM is global, do not handle */
1846         if (!memcg)
1847                 return false;
1848
1849         if (!handle)
1850                 goto cleanup;
1851
1852         owait.memcg = memcg;
1853         owait.wait.flags = 0;
1854         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1855         owait.wait.private = current;
1856         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1857
1858         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1859         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1860
1861         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1862
1863         if (locked)
1864                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1865
1866         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1867                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1868                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1869                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1870                                          current->memcg_oom_order);
1871         } else {
1872                 schedule();
1873                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1874                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1875         }
1876
1877         if (locked) {
1878                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1879                 /*
1880                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1881                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1882                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1883                  */
1884                 memcg_oom_recover(memcg);
1885         }
1886 cleanup:
1887         current->memcg_in_oom = NULL;
1888         css_put(&memcg->css);
1889         return true;
1890 }
1891
1892 /**
1893  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1894  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1895  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1896  *
1897  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1898  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1899  *
1900  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1901  */
1902 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1903                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1904 {
1905         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1906         struct mem_cgroup *memcg;
1907
1908         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1909                 return NULL;
1910
1911         if (!oom_domain)
1912                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1913
1914         rcu_read_lock();
1915
1916         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1917         if (memcg == root_mem_cgroup)
1918                 goto out;
1919
1920         /*
1921          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1922          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1923          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1924          */
1925         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1926                 if (memcg->oom_group)
1927                         oom_group = memcg;
1928
1929                 if (memcg == oom_domain)
1930                         break;
1931         }
1932
1933         if (oom_group)
1934                 css_get(&oom_group->css);
1935 out:
1936         rcu_read_unlock();
1937
1938         return oom_group;
1939 }
1940
1941 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1942 {
1943         pr_info("Tasks in ");
1944         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1945         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1946 }
1947
1948 /**
1949  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1950  * @page: the page
1951  *
1952  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1953  * another cgroup.
1954  *
1955  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1956  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1957  * when @page might get freed inside the locked section.
1958  */
1959 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1960 {
1961         struct mem_cgroup *memcg;
1962         unsigned long flags;
1963
1964         /*
1965          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1966          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1967          * because page moving starts with an RCU grace period.
1968          *
1969          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1970          * the page state that is going to change is the only thing
1971          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1972          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1973          * keep off truncation, migration and so forth.
1974          */
1975         rcu_read_lock();
1976
1977         if (mem_cgroup_disabled())
1978                 return NULL;
1979 again:
1980         memcg = page->mem_cgroup;
1981         if (unlikely(!memcg))
1982                 return NULL;
1983
1984         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1985                 return memcg;
1986
1987         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1988         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1989                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1990                 goto again;
1991         }
1992
1993         /*
1994          * When charge migration first begins, we can have locked and
1995          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1996          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1997          */
1998         memcg->move_lock_task = current;
1999         memcg->move_lock_flags = flags;
2000
2001         return memcg;
2002 }
2003 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2004
2005 /**
2006  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2007  * @memcg: the memcg
2008  *
2009  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2010  */
2011 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2012 {
2013         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2014                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2015
2016                 memcg->move_lock_task = NULL;
2017                 memcg->move_lock_flags = 0;
2018
2019                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2020         }
2021
2022         rcu_read_unlock();
2023 }
2024
2025 /**
2026  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2027  * @page: the page
2028  */
2029 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2030 {
2031         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2034
2035 struct memcg_stock_pcp {
2036         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2037         unsigned int nr_pages;
2038         struct work_struct work;
2039         unsigned long flags;
2040 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2041 };
2042 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2043 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2044
2045 /**
2046  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2047  * @memcg: memcg to consume from.
2048  * @nr_pages: how many pages to charge.
2049  *
2050  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2051  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2052  * service an allocation will refill the stock.
2053  *
2054  * returns true if successful, false otherwise.
2055  */
2056 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2057 {
2058         struct memcg_stock_pcp *stock;
2059         unsigned long flags;
2060         bool ret = false;
2061
2062         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2063                 return ret;
2064
2065         local_irq_save(flags);
2066
2067         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2068         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2069                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2070                 ret = true;
2071         }
2072
2073         local_irq_restore(flags);
2074
2075         return ret;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2080  */
2081 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2082 {
2083         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2084
2085         if (stock->nr_pages) {
2086                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2087                 if (do_memsw_account())
2088                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2089                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2090                 stock->nr_pages = 0;
2091         }
2092         stock->cached = NULL;
2093 }
2094
2095 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2096 {
2097         struct memcg_stock_pcp *stock;
2098         unsigned long flags;
2099
2100         /*
2101          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2102          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2103          */
2104         local_irq_save(flags);
2105
2106         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2107         drain_stock(stock);
2108         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2109
2110         local_irq_restore(flags);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2115  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2116  */
2117 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2118 {
2119         struct memcg_stock_pcp *stock;
2120         unsigned long flags;
2121
2122         local_irq_save(flags);
2123
2124         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2125         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2126                 drain_stock(stock);
2127                 stock->cached = memcg;
2128         }
2129         stock->nr_pages += nr_pages;
2130
2131         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2132                 drain_stock(stock);
2133
2134         local_irq_restore(flags);
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2139  * of the hierarchy under it.
2140  */
2141 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2142 {
2143         int cpu, curcpu;
2144
2145         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2146         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2147                 return;
2148         /*
2149          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2150          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2151          * as well as workers from this path always operate on the local
2152          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2153          */
2154         curcpu = get_cpu();
2155         for_each_online_cpu(cpu) {
2156                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2157                 struct mem_cgroup *memcg;
2158
2159                 memcg = stock->cached;
2160                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2161                         continue;
2162                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2163                         css_put(&memcg->css);
2164                         continue;
2165                 }
2166                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2167                         if (cpu == curcpu)
2168                                 drain_local_stock(&stock->work);
2169                         else
2170                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2171                 }
2172                 css_put(&memcg->css);
2173         }
2174         put_cpu();
2175         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2176 }
2177
2178 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2179 {
2180         struct memcg_stock_pcp *stock;
2181         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2182
2183         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2184         drain_stock(stock);
2185
2186         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2187                 int i;
2188
2189                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2190                         int nid;
2191                         long x;
2192
2193                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2194                         if (x) {
2195                                 atomic_long_add(x, &memcg->vmstats_local[i]);
2196                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2197                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2198                         }
2199
2200                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2201                                 continue;
2202
2203                         for_each_node(nid) {
2204                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2205
2206                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2207                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2208                                 if (x) {
2209                                         atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat_local[i]);
2210                                         do {
2211                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2212                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2213                                 }
2214                         }
2215                 }
2216
2217                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2218                         long x;
2219
2220                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2221                         if (x) {
2222                                 atomic_long_add(x, &memcg->vmevents_local[i]);
2223                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2224                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2225                         }
2226                 }
2227         }
2228
2229         return 0;
2230 }
2231
2232 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2233                          unsigned int nr_pages,
2234                          gfp_t gfp_mask)
2235 {
2236         do {
2237                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2238                         continue;
2239                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2240                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2241         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2242 }
2243
2244 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2245 {
2246         struct mem_cgroup *memcg;
2247
2248         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2249         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2254  * and reclaims memory over the high limit.
2255  */
2256 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2257 {
2258         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2259         struct mem_cgroup *memcg;
2260
2261         if (likely(!nr_pages))
2262                 return;
2263
2264         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2265         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2266         css_put(&memcg->css);
2267         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2268 }
2269
2270 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2271                       unsigned int nr_pages)
2272 {
2273         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2274         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2275         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2276         struct page_counter *counter;
2277         unsigned long nr_reclaimed;
2278         bool may_swap = true;
2279         bool drained = false;
2280         bool oomed = false;
2281         enum oom_status oom_status;
2282
2283         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2284                 return 0;
2285 retry:
2286         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2287                 return 0;
2288
2289         if (!do_memsw_account() ||
2290             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2291                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2292                         goto done_restock;
2293                 if (do_memsw_account())
2294                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2295                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2296         } else {
2297                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2298                 may_swap = false;
2299         }
2300
2301         if (batch > nr_pages) {
2302                 batch = nr_pages;
2303                 goto retry;
2304         }
2305
2306         /*
2307          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2308          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2309          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2310          * free their memory.
2311          */
2312         if (unlikely(should_force_charge()))
2313                 goto force;
2314
2315         /*
2316          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2317          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2318          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2319          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2320          */
2321         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2322                 goto force;
2323
2324         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2325                 goto nomem;
2326
2327         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2328                 goto nomem;
2329
2330         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2331
2332         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2333                                                     gfp_mask, may_swap);
2334
2335         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2336                 goto retry;
2337
2338         if (!drained) {
2339                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2340                 drained = true;
2341                 goto retry;
2342         }
2343
2344         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2345                 goto nomem;
2346         /*
2347          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2348          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2349          * before killing the task.
2350          *
2351          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2352          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2353          * to regular pages anyway in case of failure.
2354          */
2355         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2356                 goto retry;
2357         /*
2358          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2359          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2360          */
2361         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2362                 goto retry;
2363
2364         if (nr_retries--)
2365                 goto retry;
2366
2367         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL && oomed)
2368                 goto nomem;
2369
2370         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2371                 goto force;
2372
2373         if (fatal_signal_pending(current))
2374                 goto force;
2375
2376         /*
2377          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2378          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2379          * couldn't make any progress.
2380          */
2381         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2382                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2383         switch (oom_status) {
2384         case OOM_SUCCESS:
2385                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2386                 oomed = true;
2387                 goto retry;
2388         case OOM_FAILED:
2389                 goto force;
2390         default:
2391                 goto nomem;
2392         }
2393 nomem:
2394         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2395                 return -ENOMEM;
2396 force:
2397         /*
2398          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2399          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2400          * temporarily by force charging it.
2401          */
2402         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2403         if (do_memsw_account())
2404                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2405         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2406
2407         return 0;
2408
2409 done_restock:
2410         css_get_many(&memcg->css, batch);
2411         if (batch > nr_pages)
2412                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2413
2414         /*
2415          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2416          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2417          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2418          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2419          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2420          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2421          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2422          */
2423         do {
2424                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2425                         /* Don't bother a random interrupted task */
2426                         if (in_interrupt()) {
2427                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2428                                 break;
2429                         }
2430                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2431                         set_notify_resume(current);
2432                         break;
2433                 }
2434         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2435
2436         return 0;
2437 }
2438
2439 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2440 {
2441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2442                 return;
2443
2444         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2445         if (do_memsw_account())
2446                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2447
2448         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2449 }
2450
2451 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2452 {
2453         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2454
2455         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2456         if (PageLRU(page)) {
2457                 struct lruvec *lruvec;
2458
2459                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2460                 ClearPageLRU(page);
2461                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2462                 *isolated = 1;
2463         } else
2464                 *isolated = 0;
2465 }
2466
2467 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2468 {
2469         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2470
2471         if (isolated) {
2472                 struct lruvec *lruvec;
2473
2474                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2475                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2476                 SetPageLRU(page);
2477                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2478         }
2479         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2480 }
2481
2482 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2483                           bool lrucare)
2484 {
2485         int isolated;
2486
2487         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2488
2489         /*
2490          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2491          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2492          */
2493         if (lrucare)
2494                 lock_page_lru(page, &isolated);
2495
2496         /*
2497          * Nobody should be changing or seriously looking at
2498          * page->mem_cgroup at this point:
2499          *
2500          * - the page is uncharged
2501          *
2502          * - the page is off-LRU
2503          *
2504          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2505          *   a locked page table
2506          *
2507          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2508          *   have the page locked
2509          */
2510         page->mem_cgroup = memcg;
2511
2512         if (lrucare)
2513                 unlock_page_lru(page, isolated);
2514 }
2515
2516 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2517 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2518 {
2519         int id, size;
2520         int err;
2521
2522         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2523                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2524         if (id < 0)
2525                 return id;
2526
2527         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2528                 return id;
2529
2530         /*
2531          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2532          * so we have to grow them.
2533          */
2534         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2535
2536         size = 2 * (id + 1);
2537         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2538                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2539         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2540                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2541
2542         err = memcg_update_all_caches(size);
2543         if (!err)
2544                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2545         if (!err)
2546                 memcg_nr_cache_ids = size;
2547
2548         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2549
2550         if (err) {
2551                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2552                 return err;
2553         }
2554         return id;
2555 }
2556
2557 static void memcg_free_cache_id(int id)
2558 {
2559         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2560 }
2561
2562 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2563         struct mem_cgroup *memcg;
2564         struct kmem_cache *cachep;
2565         struct work_struct work;
2566 };
2567
2568 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2569 {
2570         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2571                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2572         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2573         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2574
2575         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2576
2577         css_put(&memcg->css);
2578         kfree(cw);
2579 }
2580
2581 /*
2582  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2583  */
2584 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2585                                                struct kmem_cache *cachep)
2586 {
2587         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2588
2589         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2590         if (!cw)
2591                 return;
2592
2593         css_get(&memcg->css);
2594
2595         cw->memcg = memcg;
2596         cw->cachep = cachep;
2597         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2598
2599         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2600 }
2601
2602 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2603 {
2604         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2605                 return true;
2606         return false;
2607 }
2608
2609 /**
2610  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2611  * @cachep: the original global kmem cache
2612  *
2613  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2614  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2615  *
2616  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2617  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2618  * go through with the original cache.
2619  *
2620  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2621  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2622  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2623  * reference.
2624  */
2625 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2626 {
2627         struct mem_cgroup *memcg;
2628         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2629         int kmemcg_id;
2630
2631         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2632
2633         if (memcg_kmem_bypass())
2634                 return cachep;
2635
2636         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2637         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2638         if (kmemcg_id < 0)
2639                 goto out;
2640
2641         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2642         if (likely(memcg_cachep))
2643                 return memcg_cachep;
2644
2645         /*
2646          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2647          * context), we could be be predictable and return right away.
2648          * This would guarantee that the allocation being performed
2649          * already belongs in the new cache.
2650          *
2651          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2652          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2653          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2654          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2655          * defer everything.
2656          */
2657         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2658 out:
2659         css_put(&memcg->css);
2660         return cachep;
2661 }
2662
2663 /**
2664  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2665  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2666  */
2667 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2668 {
2669         if (!is_root_cache(cachep))
2670                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2671 }
2672
2673 /**
2674  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2675  * @page: page to charge
2676  * @gfp: reclaim mode
2677  * @order: allocation order
2678  * @memcg: memory cgroup to charge
2679  *
2680  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2681  */
2682 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2683                             struct mem_cgroup *memcg)
2684 {
2685         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2686         struct page_counter *counter;
2687         int ret;
2688
2689         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2690         if (ret)
2691                 return ret;
2692
2693         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2694             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2695                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2696                 return -ENOMEM;
2697         }
2698
2699         page->mem_cgroup = memcg;
2700
2701         return 0;
2702 }
2703
2704 /**
2705  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2706  * @page: page to charge
2707  * @gfp: reclaim mode
2708  * @order: allocation order
2709  *
2710  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2711  */
2712 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2713 {
2714         struct mem_cgroup *memcg;
2715         int ret = 0;
2716
2717         if (memcg_kmem_bypass())
2718                 return 0;
2719
2720         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2721         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2722                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2723                 if (!ret)
2724                         __SetPageKmemcg(page);
2725         }
2726         css_put(&memcg->css);
2727         return ret;
2728 }
2729 /**
2730  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2731  * @page: page to uncharge
2732  * @order: allocation order
2733  */
2734 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2735 {
2736         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2737         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2738
2739         if (!memcg)
2740                 return;
2741
2742         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2743
2744         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2745                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2746
2747         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2748         if (do_memsw_account())
2749                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2750
2751         page->mem_cgroup = NULL;
2752
2753         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2754         if (PageKmemcg(page))
2755                 __ClearPageKmemcg(page);
2756
2757         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2758 }
2759 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2760
2761 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2762
2763 /*
2764  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2765  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2766  */
2767 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2768 {
2769         int i;
2770
2771         if (mem_cgroup_disabled())
2772                 return;
2773
2774         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2775                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2776
2777         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2778 }
2779 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2780
2781 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2782 /**
2783  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2784  * @entry: swap entry to be moved
2785  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2786  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2787  *
2788  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2789  * as the mem_cgroup's id of @from.
2790  *
2791  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2792  *
2793  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2794  * both res and memsw, and called css_get().
2795  */
2796 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2797                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2798 {
2799         unsigned short old_id, new_id;
2800
2801         old_id = mem_cgroup_id(from);
2802         new_id = mem_cgroup_id(to);
2803
2804         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2805                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2806                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2807                 return 0;
2808         }
2809         return -EINVAL;
2810 }
2811 #else
2812 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2813                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2814 {
2815         return -EINVAL;
2816 }
2817 #endif
2818
2819 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2820
2821 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2822                                  unsigned long max, bool memsw)
2823 {
2824         bool enlarge = false;
2825         bool drained = false;
2826         int ret;
2827         bool limits_invariant;
2828         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2829
2830         do {
2831                 if (signal_pending(current)) {
2832                         ret = -EINTR;
2833                         break;
2834                 }
2835
2836                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2837                 /*
2838                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2839                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2840                  */
2841                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2842                                            max <= memcg->memsw.max;
2843                 if (!limits_invariant) {
2844                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2845                         ret = -EINVAL;
2846                         break;
2847                 }
2848                 if (max > counter->max)
2849                         enlarge = true;
2850                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2851                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2852
2853                 if (!ret)
2854                         break;
2855
2856                 if (!drained) {
2857                         drain_all_stock(memcg);
2858                         drained = true;
2859                         continue;
2860                 }
2861
2862                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2863                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2864                         ret = -EBUSY;
2865                         break;
2866                 }
2867         } while (true);
2868
2869         if (!ret && enlarge)
2870                 memcg_oom_recover(memcg);
2871
2872         return ret;
2873 }
2874
2875 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2876                                             gfp_t gfp_mask,
2877                                             unsigned long *total_scanned)
2878 {
2879         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2880         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2881         unsigned long reclaimed;
2882         int loop = 0;
2883         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2884         unsigned long excess;
2885         unsigned long nr_scanned;
2886
2887         if (order > 0)
2888                 return 0;
2889
2890         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2891
2892         /*
2893          * Do not even bother to check the largest node if the root
2894          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2895          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2896          */
2897         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2898                 return 0;
2899
2900         /*
2901          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2902          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2903          * pressure
2904          */
2905         do {
2906                 if (next_mz)
2907                         mz = next_mz;
2908                 else
2909                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2910                 if (!mz)
2911                         break;
2912
2913                 nr_scanned = 0;
2914                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2915                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2916                 nr_reclaimed += reclaimed;
2917                 *total_scanned += nr_scanned;
2918                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2919                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2920
2921                 /*
2922                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2923                  * it is time to move on to the next cgroup
2924                  */
2925                 next_mz = NULL;
2926                 if (!reclaimed)
2927                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2928
2929                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2930                 /*
2931                  * One school of thought says that we should not add
2932                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2933                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2934                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2935                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2936                  * term TODO.
2937                  */
2938                 /* If excess == 0, no tree ops */
2939                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2940                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2941                 css_put(&mz->memcg->css);
2942                 loop++;
2943                 /*
2944                  * Could not reclaim anything and there are no more
2945                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2946                  * reclaiming anything.
2947                  */
2948                 if (!nr_reclaimed &&
2949                         (next_mz == NULL ||
2950                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2951                         break;
2952         } while (!nr_reclaimed);
2953         if (next_mz)
2954                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2955         return nr_reclaimed;
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2960  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2961  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2962  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2963  */
2964 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2965 {
2966         bool ret;
2967
2968         rcu_read_lock();
2969         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2970         rcu_read_unlock();
2971         return ret;
2972 }
2973
2974 /*
2975  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2976  *
2977  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2978  */
2979 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2980 {
2981         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2982
2983         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2984         lru_add_drain_all();
2985
2986         drain_all_stock(memcg);
2987
2988         /* try to free all pages in this cgroup */
2989         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2990                 int progress;
2991
2992                 if (signal_pending(current))
2993                         return -EINTR;
2994
2995                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2996                                                         GFP_KERNEL, true);
2997                 if (!progress) {
2998                         nr_retries--;
2999                         /* maybe some writeback is necessary */
3000                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3001                 }
3002
3003         }
3004
3005         return 0;
3006 }
3007
3008 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3009                                             char *buf, size_t nbytes,
3010                                             loff_t off)
3011 {
3012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3013
3014         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3015                 return -EINVAL;
3016         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3017 }
3018
3019 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3020                                      struct cftype *cft)
3021 {
3022         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3023 }
3024
3025 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3026                                       struct cftype *cft, u64 val)
3027 {
3028         int retval = 0;
3029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3030         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3031
3032         if (memcg->use_hierarchy == val)
3033                 return 0;
3034
3035         /*
3036          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3037          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3038          * occur, provided the current cgroup has no children.
3039          *
3040          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3041          * set if there are no children.
3042          */
3043         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3044                                 (val == 1 || val == 0)) {
3045                 if (!memcg_has_children(memcg))
3046                         memcg->use_hierarchy = val;
3047                 else
3048                         retval = -EBUSY;
3049         } else
3050                 retval = -EINVAL;
3051
3052         return retval;
3053 }
3054
3055 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3056 {
3057         unsigned long val;
3058
3059         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3060                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3061                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3062                 if (swap)
3063                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3064         } else {
3065                 if (!swap)
3066                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3067                 else
3068                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3069         }
3070         return val;
3071 }
3072
3073 enum {
3074         RES_USAGE,
3075         RES_LIMIT,
3076         RES_MAX_USAGE,
3077         RES_FAILCNT,
3078         RES_SOFT_LIMIT,
3079 };
3080
3081 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3082                                struct cftype *cft)
3083 {
3084         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3085         struct page_counter *counter;
3086
3087         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3088         case _MEM:
3089                 counter = &memcg->memory;
3090                 break;
3091         case _MEMSWAP:
3092                 counter = &memcg->memsw;
3093                 break;
3094         case _KMEM:
3095                 counter = &memcg->kmem;
3096                 break;
3097         case _TCP:
3098                 counter = &memcg->tcpmem;
3099                 break;
3100         default:
3101                 BUG();
3102         }
3103
3104         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3105         case RES_USAGE:
3106                 if (counter == &memcg->memory)
3107                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3108                 if (counter == &memcg->memsw)
3109                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3110                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3111         case RES_LIMIT:
3112                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3113         case RES_MAX_USAGE:
3114                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3115         case RES_FAILCNT:
3116                 return counter->failcnt;
3117         case RES_SOFT_LIMIT:
3118                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3119         default:
3120                 BUG();
3121         }
3122 }
3123
3124 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3125 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3126 {
3127         int memcg_id;
3128
3129         if (cgroup_memory_nokmem)
3130                 return 0;
3131
3132         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3133         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3134
3135         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3136         if (memcg_id < 0)
3137                 return memcg_id;
3138
3139         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3140         /*
3141          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3142          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3143          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3144          * patched.
3145          */
3146         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3147         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3148         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3149
3150         return 0;
3151 }
3152
3153 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3154 {
3155         struct cgroup_subsys_state *css;
3156         struct mem_cgroup *parent, *child;
3157         int kmemcg_id;
3158
3159         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3160                 return;
3161         /*
3162          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3163          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3164          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3165          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3166          */
3167         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3168
3169         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3170
3171         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3172         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3173
3174         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3175         if (!parent)
3176                 parent = root_mem_cgroup;
3177
3178         /*
3179          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3180          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3181          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3182          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3183          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3184          * memcg_drain_all_list_lrus().
3185          */
3186         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3187         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3188                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3189                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3190                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3191                 if (!memcg->use_hierarchy)
3192                         break;
3193         }
3194         rcu_read_unlock();
3195
3196         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3197
3198         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3199 }
3200
3201 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3202 {
3203         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3204         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3205                 memcg_offline_kmem(memcg);
3206
3207         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3208                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3209                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3210                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3211         }
3212 }
3213 #else
3214 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3215 {
3216         return 0;
3217 }
3218 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3219 {
3220 }
3221 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3222 {
3223 }
3224 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3225
3226 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3227                                  unsigned long max)
3228 {
3229         int ret;
3230
3231         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3232         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3233         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3234         return ret;
3235 }
3236
3237 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3238 {
3239         int ret;
3240
3241         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3242
3243         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3244         if (ret)
3245                 goto out;
3246
3247         if (!memcg->tcpmem_active) {
3248                 /*
3249                  * The active flag needs to be written after the static_key
3250                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3251                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3252                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3253                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3254                  *
3255                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3256                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3257                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3258                  * yet, we'll lose accounting.
3259                  *
3260                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3261                  * because when this value change, the code to process it is not
3262                  * patched in yet.
3263                  */
3264                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3265                 memcg->tcpmem_active = true;
3266         }
3267 out:
3268         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3269         return ret;
3270 }
3271
3272 /*
3273  * The user of this function is...
3274  * RES_LIMIT.
3275  */
3276 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3277                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3278 {
3279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3280         unsigned long nr_pages;
3281         int ret;
3282
3283         buf = strstrip(buf);
3284         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3285         if (ret)
3286                 return ret;
3287
3288         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3289         case RES_LIMIT:
3290                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3291                         ret = -EINVAL;
3292                         break;
3293                 }
3294                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3295                 case _MEM:
3296                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3297                         break;
3298                 case _MEMSWAP:
3299                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3300                         break;
3301                 case _KMEM:
3302                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3303                         break;
3304                 case _TCP:
3305                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3306                         break;
3307                 }
3308                 break;
3309         case RES_SOFT_LIMIT:
3310                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3311                 ret = 0;
3312                 break;
3313         }
3314         return ret ?: nbytes;
3315 }
3316
3317 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3318                                 size_t nbytes, loff_t off)
3319 {
3320         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3321         struct page_counter *counter;
3322
3323         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3324         case _MEM:
3325                 counter = &memcg->memory;
3326                 break;
3327         case _MEMSWAP:
3328                 counter = &memcg->memsw;
3329                 break;
3330         case _KMEM:
3331                 counter = &memcg->kmem;
3332                 break;
3333         case _TCP:
3334                 counter = &memcg->tcpmem;
3335                 break;
3336         default:
3337                 BUG();
3338         }
3339
3340         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3341         case RES_MAX_USAGE:
3342                 page_counter_reset_watermark(counter);
3343                 break;
3344         case RES_FAILCNT:
3345                 counter->failcnt = 0;
3346                 break;
3347         default:
3348                 BUG();
3349         }
3350
3351         return nbytes;
3352 }
3353
3354 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3355                                         struct cftype *cft)
3356 {
3357         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3358 }
3359
3360 #ifdef CONFIG_MMU
3361 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3362                                         struct cftype *cft, u64 val)
3363 {
3364         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3365
3366         if (val & ~MOVE_MASK)
3367                 return -EINVAL;
3368
3369         /*
3370          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3371          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3372          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3373          * affect task migrations starting after the change.
3374          */
3375         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3376         return 0;
3377 }
3378 #else
3379 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3380                                         struct cftype *cft, u64 val)
3381 {
3382         return -ENOSYS;
3383 }
3384 #endif
3385
3386 #ifdef CONFIG_NUMA
3387
3388 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3389 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3390 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3391
3392 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3393                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3394 {
3395         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3396         unsigned long nr = 0;
3397         enum lru_list lru;
3398
3399         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3400
3401         for_each_lru(lru) {
3402                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3403                         continue;
3404                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3405         }
3406         return nr;
3407 }
3408
3409 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3410                                              unsigned int lru_mask)
3411 {
3412         unsigned long nr = 0;
3413         enum lru_list lru;
3414
3415         for_each_lru(lru) {
3416                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3417                         continue;
3418                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3419         }
3420         return nr;
3421 }
3422
3423 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3424 {
3425         struct numa_stat {
3426                 const char *name;
3427                 unsigned int lru_mask;
3428         };
3429
3430         static const struct numa_stat stats[] = {
3431                 { "total", LRU_ALL },
3432                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3433                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3434                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3435         };
3436         const struct numa_stat *stat;
3437         int nid;
3438         unsigned long nr;
3439         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3440
3441         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3442                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3443                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3444                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3445                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3446                                                           stat->lru_mask);
3447                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3448                 }
3449                 seq_putc(m, '\n');
3450         }
3451
3452         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3453                 struct mem_cgroup *iter;
3454
3455                 nr = 0;
3456                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3457                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3458                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3459                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3460                         nr = 0;
3461                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3462                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3463                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3464                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3465                 }
3466                 seq_putc(m, '\n');
3467         }
3468
3469         return 0;
3470 }
3471 #endif /* CONFIG_NUMA */
3472
3473 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3474 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3475         PGPGIN,
3476         PGPGOUT,
3477         PGFAULT,
3478         PGMAJFAULT,
3479 };
3480
3481 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3482         "pgpgin",
3483         "pgpgout",
3484         "pgfault",
3485         "pgmajfault",
3486 };
3487
3488 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3489 {
3490         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3491         unsigned long memory, memsw;
3492         struct mem_cgroup *mi;
3493         unsigned int i;
3494
3495         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3496         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3497
3498         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3499                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3500                         continue;
3501                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3502                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3503                            PAGE_SIZE);
3504         }
3505
3506         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3507                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3508                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3509
3510         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3511                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3512                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3513                            PAGE_SIZE);
3514
3515         /* Hierarchical information */
3516         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3517         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3518                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3519                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3520         }
3521         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3522                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3523         if (do_memsw_account())
3524                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3525                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3526
3527         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3528                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3529                         continue;
3530                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3531                            (u64)memcg_page_state(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3532         }
3533
3534         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3535                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3536                            (u64)memcg_events(memcg, i));
3537
3538         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3539                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3540                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3541                            PAGE_SIZE);
3542
3543 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3544         {
3545                 pg_data_t *pgdat;
3546                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3547                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3548                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3549                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3550
3551                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3552                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3553                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3554
3555                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3556                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3557                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3558                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3559                 }
3560                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3561                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3562                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3563                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3564         }
3565 #endif
3566
3567         return 0;
3568 }
3569
3570 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3571                                       struct cftype *cft)
3572 {
3573         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3574
3575         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3576 }
3577
3578 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3579                                        struct cftype *cft, u64 val)
3580 {
3581         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3582
3583         if (val > 100)
3584                 return -EINVAL;
3585
3586         if (css->parent)
3587                 memcg->swappiness = val;
3588         else
3589                 vm_swappiness = val;
3590
3591         return 0;
3592 }
3593
3594 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3595 {
3596         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3597         unsigned long usage;
3598         int i;
3599
3600         rcu_read_lock();
3601         if (!swap)
3602                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3603         else
3604                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3605
3606         if (!t)
3607                 goto unlock;
3608
3609         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3610
3611         /*
3612          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3613          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3614          * call of __mem_cgroup_threshold().
3615          */
3616         i = t->current_threshold;
3617
3618         /*
3619          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3620          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3621          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3622          * only one element of the array here.
3623          */
3624         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3625                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3626
3627         /* i = current_threshold + 1 */
3628         i++;
3629
3630         /*
3631          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3632          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3633          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3634          * only one element of the array here.
3635          */
3636         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3637                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3638
3639         /* Update current_threshold */
3640         t->current_threshold = i - 1;
3641 unlock:
3642         rcu_read_unlock();
3643 }
3644
3645 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3646 {
3647         while (memcg) {
3648                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3649                 if (do_memsw_account())
3650                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3651
3652                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3653         }
3654 }
3655
3656 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3657 {
3658         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3659         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3660
3661         if (_a->threshold > _b->threshold)
3662                 return 1;
3663
3664         if (_a->threshold < _b->threshold)
3665                 return -1;
3666
3667         return 0;
3668 }
3669
3670 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3671 {
3672         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3673
3674         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3675
3676         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3677                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3678
3679         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3680         return 0;
3681 }
3682
3683 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3684 {
3685         struct mem_cgroup *iter;
3686
3687         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3688                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3689 }
3690
3691 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3692         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3693 {
3694         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3695         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3696         unsigned long threshold;
3697         unsigned long usage;
3698         int i, size, ret;
3699
3700         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3701         if (ret)
3702                 return ret;
3703
3704         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3705
3706         if (type == _MEM) {
3707                 thresholds = &memcg->thresholds;
3708                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3709         } else if (type == _MEMSWAP) {
3710                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3711                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3712         } else
3713                 BUG();
3714
3715         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3716         if (thresholds->primary)
3717                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3718
3719         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3720
3721         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3722         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3723         if (!new) {
3724                 ret = -ENOMEM;
3725                 goto unlock;
3726         }
3727         new->size = size;
3728
3729         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3730         if (thresholds->primary) {
3731                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3732                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3733         }
3734
3735         /* Add new threshold */
3736         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3737         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3738
3739         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3740         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3741                         compare_thresholds, NULL);
3742
3743         /* Find current threshold */
3744         new->current_threshold = -1;
3745         for (i = 0; i < size; i++) {
3746                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3747                         /*
3748                          * new->current_threshold will not be used until
3749                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3750                          * it here.
3751                          */
3752                         ++new->current_threshold;
3753                 } else
3754                         break;
3755         }
3756
3757         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3758         kfree(thresholds->spare);
3759         thresholds->spare = thresholds->primary;
3760
3761         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3762
3763         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3764         synchronize_rcu();
3765
3766 unlock:
3767         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3768
3769         return ret;
3770 }
3771
3772 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3773         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3774 {
3775         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3776 }
3777
3778 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3779         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3780 {
3781         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3782 }
3783
3784 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3785         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3786 {
3787         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3788         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3789         unsigned long usage;
3790         int i, j, size;
3791
3792         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3793
3794         if (type == _MEM) {
3795                 thresholds = &memcg->thresholds;
3796                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3797         } else if (type == _MEMSWAP) {
3798                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3799                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3800         } else
3801                 BUG();
3802
3803         if (!thresholds->primary)
3804                 goto unlock;
3805
3806         /* Check if a threshold crossed before removing */
3807         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3808
3809         /* Calculate new number of threshold */
3810         size = 0;
3811         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3812                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3813                         size++;
3814         }
3815
3816         new = thresholds->spare;
3817
3818         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3819         if (!size) {
3820                 kfree(new);
3821                 new = NULL;
3822                 goto swap_buffers;
3823         }
3824
3825         new->size = size;
3826
3827         /* Copy thresholds and find current threshold */
3828         new->current_threshold = -1;
3829         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3830                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3831                         continue;
3832
3833                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3834                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3835                         /*
3836                          * new->current_threshold will not be used
3837                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3838                          * it here.
3839                          */
3840                         ++new->current_threshold;
3841                 }
3842                 j++;
3843         }
3844
3845 swap_buffers:
3846         /* Swap primary and spare array */
3847         thresholds->spare = thresholds->primary;
3848
3849         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3850
3851         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3852         synchronize_rcu();
3853
3854         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3855         if (!new) {
3856                 kfree(thresholds->spare);
3857                 thresholds->spare = NULL;
3858         }
3859 unlock:
3860         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3861 }
3862
3863 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3864         struct eventfd_ctx *eventfd)
3865 {
3866         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3867 }
3868
3869 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3870         struct eventfd_ctx *eventfd)
3871 {
3872         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3873 }
3874
3875 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3876         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3877 {
3878         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3879
3880         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3881         if (!event)
3882                 return -ENOMEM;
3883
3884         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3885
3886         event->eventfd = eventfd;
3887         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3888
3889         /* already in OOM ? */
3890         if (memcg->under_oom)
3891                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3892         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3893
3894         return 0;
3895 }
3896
3897 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3898         struct eventfd_ctx *eventfd)
3899 {
3900         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3901
3902         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3903
3904         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3905                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3906                         list_del(&ev->list);
3907                         kfree(ev);
3908                 }
3909         }
3910
3911         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3912 }
3913
3914 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3915 {
3916         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
3917
3918         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3919         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3920         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
3921                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
3922         return 0;
3923 }
3924
3925 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3926         struct cftype *cft, u64 val)
3927 {
3928         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3929
3930         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3931         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3932                 return -EINVAL;
3933
3934         memcg->oom_kill_disable = val;
3935         if (!val)
3936                 memcg_oom_recover(memcg);
3937
3938         return 0;
3939 }
3940
3941 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3942
3943 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3944 {
3945         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3946 }
3947
3948 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3949 {
3950         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3951 }
3952
3953 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3954 {
3955         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3956 }
3957
3958 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3959 {
3960         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3961
3962         if (!memcg->css.parent)
3963                 return NULL;
3964
3965         return &memcg->cgwb_domain;
3966 }
3967
3968 /*
3969  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
3970  * Keep in sync with memcg_exact_page().
3971  */
3972 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
3973 {
3974         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
3975         int cpu;
3976
3977         for_each_online_cpu(cpu)
3978                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
3979         if (x < 0)
3980                 x = 0;
3981         return x;
3982 }
3983
3984 /**
3985  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3986  * @wb: bdi_writeback in question
3987  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3988  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3989  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3990  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3991  *
3992  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3993  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3994  * is a bit more involved.
3995  *
3996  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3997  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3998  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3999  * available memory in the system.  The caller should further cap
4000  * *@pheadroom accordingly.
4001  */
4002 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4003                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4004                          unsigned long *pwriteback)
4005 {
4006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4007         struct mem_cgroup *parent;
4008
4009         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4010
4011         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4012         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4013         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4014                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4015         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4016
4017         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4018                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4019                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4020
4021                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4022                 memcg = parent;
4023         }
4024 }
4025
4026 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4027
4028 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4029 {
4030         return 0;
4031 }
4032
4033 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4034 {
4035 }
4036
4037 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4038 {
4039 }
4040
4041 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4042
4043 /*
4044  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4045  *
4046  * "cgroup.event_control" implementation.
4047  *
4048  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4049  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4050  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4051  *
4052  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4053  * possible.
4054  */
4055
4056 /*
4057  * Unregister event and free resources.
4058  *
4059  * Gets called from workqueue.
4060  */
4061 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4062 {
4063         struct mem_cgroup_event *event =
4064                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4065         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4066
4067         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4068
4069         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4070
4071         /* Notify userspace the event is going away. */
4072         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4073
4074         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4075         kfree(event);
4076         css_put(&memcg->css);
4077 }
4078
4079 /*
4080  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4081  *
4082  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4083  */
4084 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4085                             int sync, void *key)
4086 {
4087         struct mem_cgroup_event *event =
4088                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4089         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4090         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4091
4092         if (flags & EPOLLHUP) {
4093                 /*
4094                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4095                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4096                  * for us.
4097                  *
4098                  * We can't race against event freeing since the other
4099                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4100                  * which we hold.
4101                  */
4102                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4103                 if (!list_empty(&event->list)) {
4104                         list_del_init(&event->list);
4105                         /*
4106                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4107                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4108                          */
4109                         schedule_work(&event->remove);
4110                 }
4111                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4112         }
4113
4114         return 0;
4115 }
4116
4117 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4118                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4119 {
4120         struct mem_cgroup_event *event =
4121                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4122
4123         event->wqh = wqh;
4124         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4125 }
4126
4127 /*
4128  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4129  *
4130  * Parse input and register new cgroup event handler.
4131  *
4132  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4133  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4134  */
4135 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4136                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4137 {
4138         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4140         struct mem_cgroup_event *event;
4141         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4142         unsigned int efd, cfd;
4143         struct fd efile;
4144         struct fd cfile;
4145         const char *name;
4146         char *endp;
4147         int ret;
4148
4149         buf = strstrip(buf);
4150
4151         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4152         if (*endp != ' ')
4153                 return -EINVAL;
4154         buf = endp + 1;
4155
4156         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4157         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4158                 return -EINVAL;
4159         buf = endp + 1;
4160
4161         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4162         if (!event)
4163                 return -ENOMEM;
4164
4165         event->memcg = memcg;
4166         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4167         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4168         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4169         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4170
4171         efile = fdget(efd);
4172         if (!efile.file) {
4173                 ret = -EBADF;
4174                 goto out_kfree;
4175         }
4176
4177         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4178         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4179                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4180                 goto out_put_efile;
4181         }
4182
4183         cfile = fdget(cfd);
4184         if (!cfile.file) {
4185                 ret = -EBADF;
4186                 goto out_put_eventfd;
4187         }
4188
4189         /* the process need read permission on control file */
4190         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4191         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4192         if (ret < 0)
4193                 goto out_put_cfile;
4194
4195         /*
4196          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4197          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4198          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4199          * is for compatibility anyway.
4200          *
4201          * DO NOT ADD NEW FILES.
4202          */
4203         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4204
4205         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4206                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4207                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4208         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4209                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4210                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4211         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4212                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4213                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4214         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4215                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4216                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4217         } else {
4218                 ret = -EINVAL;
4219                 goto out_put_cfile;
4220         }
4221
4222         /*
4223          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4224          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4225          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4226          */
4227         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4228                                                &memory_cgrp_subsys);
4229         ret = -EINVAL;
4230         if (IS_ERR(cfile_css))
4231                 goto out_put_cfile;
4232         if (cfile_css != css) {
4233                 css_put(cfile_css);
4234                 goto out_put_cfile;
4235         }
4236
4237         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4238         if (ret)
4239                 goto out_put_css;
4240
4241         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4242
4243         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4244         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4245         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4246
4247         fdput(cfile);
4248         fdput(efile);
4249
4250         return nbytes;
4251
4252 out_put_css:
4253         css_put(css);
4254 out_put_cfile:
4255         fdput(cfile);
4256 out_put_eventfd:
4257         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4258 out_put_efile:
4259         fdput(efile);
4260 out_kfree:
4261         kfree(event);
4262
4263         return ret;
4264 }
4265
4266 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4267         {
4268                 .name = "usage_in_bytes",
4269                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4270                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4271         },
4272         {
4273                 .name = "max_usage_in_bytes",
4274                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4275                 .write = mem_cgroup_reset,
4276                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4277         },
4278         {
4279                 .name = "limit_in_bytes",
4280                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4281                 .write = mem_cgroup_write,
4282                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4283         },
4284         {
4285                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4286                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4287                 .write = mem_cgroup_write,
4288                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4289         },
4290         {
4291                 .name = "failcnt",
4292                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4293                 .write = mem_cgroup_reset,
4294                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4295         },
4296         {
4297                 .name = "stat",
4298                 .seq_show = memcg_stat_show,
4299         },
4300         {
4301                 .name = "force_empty",
4302                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4303         },
4304         {
4305                 .name = "use_hierarchy",
4306                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4307                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4308         },
4309         {
4310                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4311                 .write = memcg_write_event_control,
4312                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4313         },
4314         {
4315                 .name = "swappiness",
4316                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4317                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4318         },
4319         {
4320                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4321                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4322                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4323         },
4324         {
4325                 .name = "oom_control",
4326                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4327                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4328                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4329         },
4330         {
4331                 .name = "pressure_level",
4332         },
4333 #ifdef CONFIG_NUMA
4334         {
4335                 .name = "numa_stat",
4336                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4337         },
4338 #endif
4339         {
4340                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4341                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4342                 .write = mem_cgroup_write,
4343                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4344         },
4345         {
4346                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4347                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4348                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4349         },
4350         {
4351                 .name = "kmem.failcnt",
4352                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4353                 .write = mem_cgroup_reset,
4354                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4355         },
4356         {
4357                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4358                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4359                 .write = mem_cgroup_reset,
4360                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4361         },
4362 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4363         {
4364                 .name = "kmem.slabinfo",
4365                 .seq_start = memcg_slab_start,
4366                 .seq_next = memcg_slab_next,
4367                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4368                 .seq_show = memcg_slab_show,
4369         },
4370 #endif
4371         {
4372                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4373                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4374                 .write = mem_cgroup_write,
4375                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4376         },
4377         {
4378                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4379                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4380                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4381         },
4382         {
4383                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4384                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4385                 .write = mem_cgroup_reset,
4386                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4387         },
4388         {
4389                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4390                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4391                 .write = mem_cgroup_reset,
4392                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4393         },
4394         { },    /* terminate */
4395 };
4396
4397 /*
4398  * Private memory cgroup IDR
4399  *
4400  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4401  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4402  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4403  * memory-controlled cgroups to 64k.
4404  *
4405  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4406  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4407  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4408  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4409  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4410  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4411  *
4412  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4413  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4414  * when the CSS is offlined.
4415  *
4416  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4417  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4418  * those references are manageable from userspace.
4419  */
4420
4421 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4422
4423 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4424 {
4425         if (memcg->id.id > 0) {
4426                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4427                 memcg->id.id = 0;
4428         }
4429 }
4430
4431 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4432 {
4433         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4434 }
4435
4436 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4437 {
4438         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4439                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4440
4441                 /* Memcg ID pins CSS */
4442                 css_put(&memcg->css);
4443         }
4444 }
4445
4446 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4447 {
4448         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4449 }
4450
4451 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4452 {
4453         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4454 }
4455
4456 /**
4457  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4458  * @id: the memcg id to look up
4459  *
4460  * Caller must hold rcu_read_lock().
4461  */
4462 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4463 {
4464         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4465         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4466 }
4467
4468 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4469 {
4470         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4471         int tmp = node;
4472         /*
4473          * This routine is called against possible nodes.
4474          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4475          *
4476          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4477          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4478          *       function.
4479          */
4480         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4481                 tmp = -1;
4482         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4483         if (!pn)
4484                 return 1;
4485
4486         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4487         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4488                 kfree(pn);
4489                 return 1;
4490         }
4491
4492         lruvec_init(&pn->lruvec);
4493         pn->usage_in_excess = 0;
4494         pn->on_tree = false;
4495         pn->memcg = memcg;
4496
4497         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4498         return 0;
4499 }
4500
4501 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4502 {
4503         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4504
4505         if (!pn)
4506                 return;
4507
4508         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4509         kfree(pn);
4510 }
4511
4512 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4513 {
4514         int node;
4515
4516         for_each_node(node)
4517                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4518         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4519         kfree(memcg);
4520 }
4521
4522 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4523 {
4524         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4525         __mem_cgroup_free(memcg);
4526 }
4527
4528 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4529 {
4530         struct mem_cgroup *memcg;
4531         unsigned int size;
4532         int node;
4533
4534         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4535         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4536
4537         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4538         if (!memcg)
4539                 return NULL;
4540
4541         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4542                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4543                                  GFP_KERNEL);
4544         if (memcg->id.id < 0)
4545                 goto fail;
4546
4547         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4548         if (!memcg->vmstats_percpu)
4549                 goto fail;
4550
4551         for_each_node(node)
4552                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4553                         goto fail;
4554
4555         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4556                 goto fail;
4557
4558         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4559         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4560         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4561         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4562         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4563         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4564         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4565         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4566         memcg->socket_pressure = jiffies;
4567 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4568         memcg->kmemcg_id = -1;
4569 #endif
4570 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4571         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4572 #endif
4573         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4574         return memcg;
4575 fail:
4576         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4577         __mem_cgroup_free(memcg);
4578         return NULL;
4579 }
4580
4581 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4582 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4583 {
4584         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4585         struct mem_cgroup *memcg;
4586         long error = -ENOMEM;
4587
4588         memcg = mem_cgroup_alloc();
4589         if (!memcg)
4590                 return ERR_PTR(error);
4591
4592         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4593         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4594         if (parent) {
4595                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4596                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4597         }
4598         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4599                 memcg->use_hierarchy = true;
4600                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4601                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4602                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4603                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4604                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4605         } else {
4606                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4607                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4608                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4609                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4610                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4611                 /*
4612                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4613                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4614                  * unfortunate state in our controller.
4615                  */
4616                 if (parent != root_mem_cgroup)
4617                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4618         }
4619
4620         /* The following stuff does not apply to the root */
4621         if (!parent) {
4622                 root_mem_cgroup = memcg;
4623                 return &memcg->css;
4624         }
4625
4626         error = memcg_online_kmem(memcg);
4627         if (error)
4628                 goto fail;
4629
4630         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4631                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4632
4633         return &memcg->css;
4634 fail:
4635         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4636         mem_cgroup_free(memcg);
4637         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4638 }
4639
4640 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4641 {
4642         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4643
4644         /*
4645          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4646          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4647          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4648          */
4649         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4650                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4651                 return -ENOMEM;
4652         }
4653
4654         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4655         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4656         css_get(css);
4657         return 0;
4658 }
4659
4660 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4661 {
4662         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4663         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4664
4665         /*
4666          * Unregister events and notify userspace.
4667          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4668          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4669          */
4670         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4671         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4672                 list_del_init(&event->list);
4673                 schedule_work(&event->remove);
4674         }
4675         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4676
4677         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4678         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4679
4680         memcg_offline_kmem(memcg);
4681         wb_memcg_offline(memcg);
4682
4683         drain_all_stock(memcg);
4684
4685         mem_cgroup_id_put(memcg);
4686 }
4687
4688 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4689 {
4690         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4691
4692         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4693 }
4694
4695 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4696 {
4697         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4698
4699         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4700                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4701
4702         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4703                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4704
4705         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4706         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4707         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4708         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4709         memcg_free_kmem(memcg);
4710         mem_cgroup_free(memcg);
4711 }
4712
4713 /**
4714  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4715  * @css: the target css
4716  *
4717  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4718  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4719  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4720  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4721  * made visible again.
4722  *
4723  * The current implementation only resets the essential configurations.
4724  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4725  */
4726 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4727 {
4728         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4729
4730         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4731         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4732         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4733         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4734         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4735         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4736         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4737         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4738         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4739         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4740 }
4741
4742 #ifdef CONFIG_MMU
4743 /* Handlers for move charge at task migration. */
4744 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4745 {
4746         int ret;
4747
4748         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4749         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4750         if (!ret) {
4751                 mc.precharge += count;
4752                 return ret;
4753         }
4754
4755         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4756         while (count--) {
4757                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4758                 if (ret)
4759                         return ret;
4760                 mc.precharge++;
4761                 cond_resched();
4762         }
4763         return 0;
4764 }
4765
4766 union mc_target {
4767         struct page     *page;
4768         swp_entry_t     ent;
4769 };
4770
4771 enum mc_target_type {
4772         MC_TARGET_NONE = 0,
4773         MC_TARGET_PAGE,
4774         MC_TARGET_SWAP,
4775         MC_TARGET_DEVICE,
4776 };
4777
4778 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4779                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4780 {
4781         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4782
4783         if (!page || !page_mapped(page))
4784                 return NULL;
4785         if (PageAnon(page)) {
4786                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4787                         return NULL;
4788         } else {
4789                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4790                         return NULL;
4791         }
4792         if (!get_page_unless_zero(page))
4793                 return NULL;
4794
4795         return page;
4796 }
4797
4798 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4799 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4800                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4801 {
4802         struct page *page = NULL;
4803         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4804
4805         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4806                 return NULL;
4807
4808         /*
4809          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4810          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4811          * as special swap entry in the CPU page table.
4812          */
4813         if (is_device_private_entry(ent)) {
4814                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4815                 /*
4816                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4817                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4818                  */
4819                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4820                         return NULL;
4821                 return page;
4822         }
4823
4824         /*
4825          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4826          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4827          */
4828         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4829         if (do_memsw_account())
4830                 entry->val = ent.val;
4831
4832         return page;
4833 }
4834 #else
4835 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4836                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4837 {
4838         return NULL;
4839 }
4840 #endif
4841
4842 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4843                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4844 {
4845         struct page *page = NULL;
4846         struct address_space *mapping;
4847         pgoff_t pgoff;
4848
4849         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4850                 return NULL;
4851         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4852                 return NULL;
4853
4854         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4855         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4856
4857         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4858 #ifdef CONFIG_SWAP
4859         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4860         if (shmem_mapping(mapping)) {
4861                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4862                 if (xa_is_value(page)) {
4863                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4864                         if (do_memsw_account())
4865                                 *entry = swp;
4866                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4867                                              swp_offset(swp));
4868                 }
4869         } else
4870                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4871 #else
4872         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4873 #endif
4874         return page;
4875 }
4876
4877 /**
4878  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4879  * @page: the page
4880  * @compound: charge the page as compound or small page
4881  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4882  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4883  *
4884  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4885  *
4886  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4887  * from old cgroup.
4888  */
4889 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4890                                    bool compound,
4891                                    struct mem_cgroup *from,
4892                                    struct mem_cgroup *to)
4893 {
4894         unsigned long flags;
4895         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4896         int ret;
4897         bool anon;
4898
4899         VM_BUG_ON(from == to);
4900         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4901         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4902
4903         /*
4904          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4905          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4906          */
4907         ret = -EBUSY;
4908         if (!trylock_page(page))
4909                 goto out;
4910
4911         ret = -EINVAL;
4912         if (page->mem_cgroup != from)
4913                 goto out_unlock;
4914
4915         anon = PageAnon(page);
4916
4917         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4918
4919         if (!anon && page_mapped(page)) {
4920                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
4921                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
4922         }
4923
4924         /*
4925          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4926          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
4927          * So mapping should be stable for dirty pages.
4928          */
4929         if (!anon && PageDirty(page)) {
4930                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4931
4932                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4933                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
4934                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
4935                 }
4936         }
4937
4938         if (PageWriteback(page)) {
4939                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
4940                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
4941         }
4942
4943         /*
4944          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4945          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4946          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4947          */
4948
4949         /* caller should have done css_get */
4950         page->mem_cgroup = to;
4951         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4952
4953         ret = 0;
4954
4955         local_irq_disable();
4956         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4957         memcg_check_events(to, page);
4958         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4959         memcg_check_events(from, page);
4960         local_irq_enable();
4961 out_unlock:
4962         unlock_page(page);
4963 out:
4964         return ret;
4965 }
4966
4967 /**
4968  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4969  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4970  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4971  * @ptent: the pte to be checked
4972  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4973  *
4974  * Returns
4975  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4976  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4977  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4978  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4979  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4980  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4981  *     in target->ent.
4982  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
4983  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
4984  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
4985  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
4986  *     regular page.
4987  *
4988  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
4989  *
4990  * Called with pte lock held.
4991  */
4992
4993 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4994                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4995 {
4996         struct page *page = NULL;
4997         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4998         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4999
5000         if (pte_present(ptent))
5001                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5002         else if (is_swap_pte(ptent))
5003                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5004         else if (pte_none(ptent))
5005                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5006
5007         if (!page && !ent.val)
5008                 return ret;
5009         if (page) {
5010                 /*
5011                  * Do only loose check w/o serialization.
5012                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5013                  * not under LRU exclusion.
5014                  */
5015                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5016                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5017                         if (is_device_private_page(page) ||
5018                             is_device_public_page(page))
5019                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5020                         if (target)
5021                                 target->page = page;
5022                 }
5023                 if (!ret || !target)
5024                         put_page(page);
5025         }
5026         /*
5027          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5028          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5029          */
5030         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5031             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5032                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5033                 if (target)
5034                         target->ent = ent;
5035         }
5036         return ret;
5037 }
5038
5039 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5040 /*
5041  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5042  * not support them for now.
5043  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5044  */
5045 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5046                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5047 {
5048         struct page *page = NULL;
5049         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5050
5051         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5052                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5053                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5054                 return ret;
5055         }
5056         page = pmd_page(pmd);
5057         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5058         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5059                 return ret;
5060         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5061                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5062                 if (target) {
5063                         get_page(page);
5064                         target->page = page;
5065                 }
5066         }
5067         return ret;
5068 }
5069 #else
5070 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5071                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5072 {
5073         return MC_TARGET_NONE;
5074 }
5075 #endif
5076
5077 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5078                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5079                                         struct mm_walk *walk)
5080 {
5081         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5082         pte_t *pte;
5083         spinlock_t *ptl;
5084
5085         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5086         if (ptl) {
5087                 /*
5088                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5089                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
5090                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
5091                  */
5092                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5093                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5094                 spin_unlock(ptl);
5095                 return 0;
5096         }
5097
5098         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5099                 return 0;
5100         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5101         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5102                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5103                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5104         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5105         cond_resched();
5106
5107         return 0;
5108 }
5109
5110 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5111 {
5112         unsigned long precharge;
5113
5114         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5115                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5116                 .mm = mm,
5117         };
5118         down_read(&mm->mmap_sem);
5119         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5120                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5121         up_read(&mm->mmap_sem);
5122
5123         precharge = mc.precharge;
5124         mc.precharge = 0;
5125
5126         return precharge;
5127 }
5128
5129 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5130 {
5131         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5132
5133         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5134         mc.moving_task = current;
5135         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5136 }
5137
5138 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5139 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5140 {
5141         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5142         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5143
5144         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5145         if (mc.precharge) {
5146                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5147                 mc.precharge = 0;
5148         }
5149         /*
5150          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5151          * we must uncharge here.
5152          */
5153         if (mc.moved_charge) {
5154                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5155                 mc.moved_charge = 0;
5156         }
5157         /* we must fixup refcnts and charges */
5158         if (mc.moved_swap) {
5159                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5160                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5161                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5162
5163                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5164
5165                 /*
5166                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5167                  * should uncharge to->memory.
5168                  */
5169                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5170                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5171
5172                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5173                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5174
5175                 mc.moved_swap = 0;
5176         }
5177         memcg_oom_recover(from);
5178         memcg_oom_recover(to);
5179         wake_up_all(&mc.waitq);
5180 }
5181
5182 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5183 {
5184         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5185
5186         /*
5187          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5188          * task migration.
5189          */
5190         mc.moving_task = NULL;
5191         __mem_cgroup_clear_mc();
5192         spin_lock(&mc.lock);
5193         mc.from = NULL;
5194         mc.to = NULL;
5195         mc.mm = NULL;
5196         spin_unlock(&mc.lock);
5197
5198         mmput(mm);
5199 }
5200
5201 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5202 {
5203         struct cgroup_subsys_state *css;
5204         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5205         struct mem_cgroup *from;
5206         struct task_struct *leader, *p;
5207         struct mm_struct *mm;
5208         unsigned long move_flags;
5209         int ret = 0;
5210
5211         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5212         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5213                 return 0;
5214
5215         /*
5216          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5217          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5218          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5219          * multiple.
5220          */
5221         p = NULL;
5222         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5223                 WARN_ON_ONCE(p);
5224                 p = leader;
5225                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5226         }
5227         if (!p)
5228                 return 0;
5229
5230         /*
5231          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5232          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5233          * So we need to save it, and keep it going.
5234          */
5235         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5236         if (!move_flags)
5237                 return 0;
5238
5239         from = mem_cgroup_from_task(p);
5240
5241         VM_BUG_ON(from == memcg);
5242
5243         mm = get_task_mm(p);
5244         if (!mm)
5245                 return 0;
5246         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5247         if (mm->owner == p) {
5248                 VM_BUG_ON(mc.from);
5249                 VM_BUG_ON(mc.to);
5250                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5251                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5252                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5253
5254                 spin_lock(&mc.lock);
5255                 mc.mm = mm;
5256                 mc.from = from;
5257                 mc.to = memcg;
5258                 mc.flags = move_flags;
5259                 spin_unlock(&mc.lock);
5260                 /* We set mc.moving_task later */
5261
5262                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5263                 if (ret)
5264                         mem_cgroup_clear_mc();
5265         } else {
5266                 mmput(mm);
5267         }
5268         return ret;
5269 }
5270
5271 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5272 {
5273         if (mc.to)
5274                 mem_cgroup_clear_mc();
5275 }
5276
5277 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5278                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5279                                 struct mm_walk *walk)
5280 {
5281         int ret = 0;
5282         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5283         pte_t *pte;
5284         spinlock_t *ptl;
5285         enum mc_target_type target_type;
5286         union mc_target target;
5287         struct page *page;
5288
5289         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5290         if (ptl) {
5291                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5292                         spin_unlock(ptl);
5293                         return 0;
5294                 }
5295                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5296                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5297                         page = target.page;
5298                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5299                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5300                                                              mc.from, mc.to)) {
5301                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5302                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5303                                 }
5304                                 putback_lru_page(page);
5305                         }
5306                         put_page(page);
5307                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5308                         page = target.page;
5309                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5310                                                      mc.from, mc.to)) {
5311                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5312                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5313                         }
5314                         put_page(page);
5315                 }
5316                 spin_unlock(ptl);
5317                 return 0;
5318         }
5319
5320         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5321                 return 0;
5322 retry:
5323         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5324         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5325                 pte_t ptent = *(pte++);
5326                 bool device = false;
5327                 swp_entry_t ent;
5328
5329                 if (!mc.precharge)
5330                         break;
5331
5332                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5333                 case MC_TARGET_DEVICE:
5334                         device = true;
5335                         /* fall through */
5336                 case MC_TARGET_PAGE:
5337                         page = target.page;
5338                         /*
5339                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5340                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5341                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5342                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5343                          */
5344                         if (PageTransCompound(page))
5345                                 goto put;
5346                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5347                                 goto put;
5348                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5349                                                 mc.from, mc.to)) {
5350                                 mc.precharge--;
5351                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5352                                 mc.moved_charge++;
5353                         }
5354                         if (!device)
5355                                 putback_lru_page(page);
5356 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5357                         put_page(page);
5358                         break;
5359                 case MC_TARGET_SWAP:
5360                         ent = target.ent;
5361                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5362                                 mc.precharge--;
5363                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5364                                 mc.moved_swap++;
5365                         }
5366                         break;
5367                 default:
5368                         break;
5369                 }
5370         }
5371         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5372         cond_resched();
5373
5374         if (addr != end) {
5375                 /*
5376                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5377                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5378                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5379                  * phase.
5380                  */
5381                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5382                 if (!ret)
5383                         goto retry;
5384         }
5385
5386         return ret;
5387 }
5388
5389 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5390 {
5391         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5392                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5393                 .mm = mc.mm,
5394         };
5395
5396         lru_add_drain_all();
5397         /*
5398          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5399          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5400          * for already started RCU-only updates to finish.
5401          */
5402         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5403         synchronize_rcu();
5404 retry:
5405         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5406                 /*
5407                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5408                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5409                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5410                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5411                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5412                  */
5413                 __mem_cgroup_clear_mc();
5414                 cond_resched();
5415                 goto retry;
5416         }
5417         /*
5418          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5419          * additional charge, the page walk just aborts.
5420          */
5421         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5422
5423         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5424         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5425 }
5426
5427 static void mem_cgroup_move_task(void)
5428 {
5429         if (mc.to) {
5430                 mem_cgroup_move_charge();
5431                 mem_cgroup_clear_mc();
5432         }
5433 }
5434 #else   /* !CONFIG_MMU */
5435 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5436 {
5437         return 0;
5438 }
5439 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5440 {
5441 }
5442 static void mem_cgroup_move_task(void)
5443 {
5444 }
5445 #endif
5446
5447 /*
5448  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5449  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5450  * attempt.
5451  */
5452 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5453 {
5454         /*
5455          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5456          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5457          * on for the root memcg is enough.
5458          */
5459         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5460                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5461         else
5462                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5463 }
5464
5465 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5466 {
5467         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5468                 seq_puts(m, "max\n");
5469         else
5470                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5471
5472         return 0;
5473 }
5474
5475 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5476                                struct cftype *cft)
5477 {
5478         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5479
5480         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5481 }
5482
5483 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5484 {
5485         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5486                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5487 }
5488
5489 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5490                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5491 {
5492         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5493         unsigned long min;
5494         int err;
5495
5496         buf = strstrip(buf);
5497         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5498         if (err)
5499                 return err;
5500
5501         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5502
5503         return nbytes;
5504 }
5505
5506 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5507 {
5508         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5509                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5510 }
5511
5512 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5513                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5514 {
5515         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5516         unsigned long low;
5517         int err;
5518
5519         buf = strstrip(buf);
5520         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5521         if (err)
5522                 return err;
5523
5524         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5525
5526         return nbytes;
5527 }
5528
5529 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5530 {
5531         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5532 }
5533
5534 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5535                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5536 {
5537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5538         unsigned long nr_pages;
5539         unsigned long high;
5540         int err;
5541
5542         buf = strstrip(buf);
5543         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5544         if (err)
5545                 return err;
5546
5547         memcg->high = high;
5548
5549         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5550         if (nr_pages > high)
5551                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5552                                              GFP_KERNEL, true);
5553
5554         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5555         return nbytes;
5556 }
5557
5558 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5559 {
5560         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5561                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5562 }
5563
5564 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5565                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5566 {
5567         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5568         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5569         bool drained = false;
5570         unsigned long max;
5571         int err;
5572
5573         buf = strstrip(buf);
5574         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5575         if (err)
5576                 return err;
5577
5578         xchg(&memcg->memory.max, max);
5579
5580         for (;;) {
5581                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5582
5583                 if (nr_pages <= max)
5584                         break;
5585
5586                 if (signal_pending(current)) {
5587                         err = -EINTR;
5588                         break;
5589                 }
5590
5591                 if (!drained) {
5592                         drain_all_stock(memcg);
5593                         drained = true;
5594                         continue;
5595                 }
5596
5597                 if (nr_reclaims) {
5598                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5599                                                           GFP_KERNEL, true))
5600                                 nr_reclaims--;
5601                         continue;
5602                 }
5603
5604                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5605                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5606                         break;
5607         }
5608
5609         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5610         return nbytes;
5611 }
5612
5613 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5614 {
5615         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5616
5617         seq_printf(m, "low %lu\n",
5618                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_LOW]));
5619         seq_printf(m, "high %lu\n",
5620                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_HIGH]));
5621         seq_printf(m, "max %lu\n",
5622                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_MAX]));
5623         seq_printf(m, "oom %lu\n",
5624                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM]));
5625         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5626                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
5627
5628         return 0;
5629 }
5630
5631 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5632 {
5633         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5634         int i;
5635
5636         /*
5637          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5638          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5639          *
5640          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5641          * 1) generic big picture -> specifics and details
5642          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5643          *
5644          * Current memory state:
5645          */
5646
5647         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5648                    (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) * PAGE_SIZE);
5649         seq_printf(m, "file %llu\n",
5650                    (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) * PAGE_SIZE);
5651         seq_printf(m, "kernel_stack %llu\n",
5652                    (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) * 1024);
5653         seq_printf(m, "slab %llu\n",
5654                    (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
5655                          memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
5656                    PAGE_SIZE);
5657         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5658                    (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) * PAGE_SIZE);
5659
5660         seq_printf(m, "shmem %llu\n",
5661                    (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) * PAGE_SIZE);
5662         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5663                    (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) * PAGE_SIZE);
5664         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5665                    (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) * PAGE_SIZE);
5666         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5667                    (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) * PAGE_SIZE);
5668
5669         /*
5670          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
5671          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
5672          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
5673          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
5674          */
5675         seq_printf(m, "anon_thp %llu\n",
5676                    (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) * PAGE_SIZE);
5677
5678         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5679                 seq_printf(m, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5680                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
5681                            PAGE_SIZE);
5682
5683         seq_printf(m, "slab_reclaimable %llu\n",
5684                    (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
5685                    PAGE_SIZE);
5686         seq_printf(m, "slab_unreclaimable %llu\n",
5687                    (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
5688                    PAGE_SIZE);
5689
5690         /* Accumulated memory events */
5691
5692         seq_printf(m, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
5693         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
5694
5695         seq_printf(m, "workingset_refault %lu\n",
5696                    memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
5697         seq_printf(m, "workingset_activate %lu\n",
5698                    memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
5699         seq_printf(m, "workingset_nodereclaim %lu\n",
5700                    memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
5701
5702         seq_printf(m, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
5703         seq_printf(m, "pgscan %lu\n", memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
5704                    memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
5705         seq_printf(m, "pgsteal %lu\n", memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
5706                    memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
5707         seq_printf(m, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
5708         seq_printf(m, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
5709         seq_printf(m, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
5710         seq_printf(m, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
5711
5712 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5713         seq_printf(m, "thp_fault_alloc %lu\n",
5714                    memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
5715         seq_printf(m, "thp_collapse_alloc %lu\n",
5716                    memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
5717 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
5718
5719         return 0;
5720 }
5721
5722 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5723 {
5724         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5725
5726         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5727
5728         return 0;
5729 }
5730
5731 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5732                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5733 {
5734         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5735         int ret, oom_group;
5736
5737         buf = strstrip(buf);
5738         if (!buf)
5739                 return -EINVAL;
5740
5741         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5742         if (ret)
5743                 return ret;
5744
5745         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5746                 return -EINVAL;
5747
5748         memcg->oom_group = oom_group;
5749
5750         return nbytes;
5751 }
5752
5753 static struct cftype memory_files[] = {
5754         {
5755                 .name = "current",
5756                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5757                 .read_u64 = memory_current_read,
5758         },
5759         {
5760                 .name = "min",
5761                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5762                 .seq_show = memory_min_show,
5763                 .write = memory_min_write,
5764         },
5765         {
5766                 .name = "low",
5767                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5768                 .seq_show = memory_low_show,
5769                 .write = memory_low_write,
5770         },
5771         {
5772                 .name = "high",
5773                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5774                 .seq_show = memory_high_show,
5775                 .write = memory_high_write,
5776         },
5777         {
5778                 .name = "max",
5779                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5780                 .seq_show = memory_max_show,
5781                 .write = memory_max_write,
5782         },
5783         {
5784                 .name = "events",
5785                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5786                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5787                 .seq_show = memory_events_show,
5788         },
5789         {
5790                 .name = "stat",
5791                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5792                 .seq_show = memory_stat_show,
5793         },
5794         {
5795                 .name = "oom.group",
5796                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5797                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5798                 .write = memory_oom_group_write,
5799         },
5800         { }     /* terminate */
5801 };
5802
5803 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5804         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5805         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5806         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5807         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5808         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5809         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5810         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5811         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5812         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5813         .bind = mem_cgroup_bind,
5814         .dfl_cftypes = memory_files,
5815         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5816         .early_init = 0,
5817 };
5818
5819 /**
5820  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5821  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5822  * @memcg: the memory cgroup to check
5823  *
5824  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5825  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5826  *
5827  * Returns one of the following:
5828  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5829  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5830  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5831  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5832  *
5833  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5834  *
5835  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5836  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5837  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5838  *
5839  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5840  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5841  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5842  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5843  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5844  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5845  * protected memory.
5846  *
5847  *                                             low_usage
5848  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5849  *                                        siblings_low_usage
5850  *
5851  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5852  * low_usage = |
5853  *             | 0, otherwise.
5854  *
5855  *
5856  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5857  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5858  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5859  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5860  * distribution.
5861  *
5862  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5863  *
5864  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5865  *    //\\
5866  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5867  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5868  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5869  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5870  *
5871  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5872  * is expected (approximately):
5873  *
5874  *     A/memory.current = 2G
5875  *
5876  *     B/memory.current = 1.3G
5877  *     C/memory.current = 0.6G
5878  *     D/memory.current = 0
5879  *     E/memory.current = 0
5880  *
5881  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5882  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5883  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5884  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5885  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5886  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5887  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5888  */
5889 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5890                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5891 {
5892         struct mem_cgroup *parent;
5893         unsigned long emin, parent_emin;
5894         unsigned long elow, parent_elow;
5895         unsigned long usage;
5896
5897         if (mem_cgroup_disabled())
5898                 return MEMCG_PROT_NONE;
5899
5900         if (!root)
5901                 root = root_mem_cgroup;
5902         if (memcg == root)
5903                 return MEMCG_PROT_NONE;
5904
5905         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5906         if (!usage)
5907                 return MEMCG_PROT_NONE;
5908
5909         emin = memcg->memory.min;
5910         elow = memcg->memory.low;
5911
5912         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5913         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
5914         if (!parent)
5915                 return MEMCG_PROT_NONE;
5916
5917         if (parent == root)
5918                 goto exit;
5919
5920         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
5921         emin = min(emin, parent_emin);
5922         if (emin && parent_emin) {
5923                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
5924
5925                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
5926                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
5927                         &parent->memory.children_min_usage);
5928
5929                 if (min_usage && siblings_min_usage)
5930                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
5931                                    siblings_min_usage);
5932         }
5933
5934         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
5935         elow = min(elow, parent_elow);
5936         if (elow && parent_elow) {
5937                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
5938
5939                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
5940                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
5941                         &parent->memory.children_low_usage);
5942
5943                 if (low_usage && siblings_low_usage)
5944                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
5945                                    siblings_low_usage);
5946         }
5947
5948 exit:
5949         memcg->memory.emin = emin;
5950         memcg->memory.elow = elow;
5951
5952         if (usage <= emin)
5953                 return MEMCG_PROT_MIN;
5954         else if (usage <= elow)
5955                 return MEMCG_PROT_LOW;
5956         else
5957                 return MEMCG_PROT_NONE;
5958 }
5959
5960 /**
5961  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5962  * @page: page to charge
5963  * @mm: mm context of the victim
5964  * @gfp_mask: reclaim mode
5965  * @memcgp: charged memcg return
5966  * @compound: charge the page as compound or small page
5967  *
5968  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5969  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5970  *
5971  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5972  * Otherwise, an error code is returned.
5973  *
5974  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5975  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5976  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5977  */
5978 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5979                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5980                           bool compound)
5981 {
5982         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5983         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5984         int ret = 0;
5985
5986         if (mem_cgroup_disabled())
5987                 goto out;
5988
5989         if (PageSwapCache(page)) {
5990                 /*
5991                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5992                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5993                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5994                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5995                  * in turn serializes uncharging.
5996                  */
5997                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5998                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
5999                         goto out;
6000
6001                 if (do_swap_account) {
6002                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6003                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6004
6005                         rcu_read_lock();
6006                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6007                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6008                                 memcg = NULL;
6009                         rcu_read_unlock();
6010                 }
6011         }
6012
6013         if (!memcg)
6014                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6015
6016         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6017
6018         css_put(&memcg->css);
6019 out:
6020         *memcgp = memcg;
6021         return ret;
6022 }
6023
6024 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6025                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6026                           bool compound)
6027 {
6028         struct mem_cgroup *memcg;
6029         int ret;
6030
6031         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6032         memcg = *memcgp;
6033         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6034         return ret;
6035 }
6036
6037 /**
6038  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6039  * @page: page to charge
6040  * @memcg: memcg to charge the page to
6041  * @lrucare: page might be on LRU already
6042  * @compound: charge the page as compound or small page
6043  *
6044  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6045  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6046  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6047  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6048  *
6049  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6050  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6051  *
6052  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6053  */
6054 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6055                               bool lrucare, bool compound)
6056 {
6057         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6058
6059         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6060         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6061
6062         if (mem_cgroup_disabled())
6063                 return;
6064         /*
6065          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6066          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6067          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6068          */
6069         if (!memcg)
6070                 return;
6071
6072         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6073
6074         local_irq_disable();
6075         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6076         memcg_check_events(memcg, page);
6077         local_irq_enable();
6078
6079         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6080                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6081                 /*
6082                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6083                  * let's not wait for it.  The page already received a
6084                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6085                  */
6086                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6087         }
6088 }
6089
6090 /**
6091  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6092  * @page: page to charge
6093  * @memcg: memcg to charge the page to
6094  * @compound: charge the page as compound or small page
6095  *
6096  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6097  */
6098 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6099                 bool compound)
6100 {
6101         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6102
6103         if (mem_cgroup_disabled())
6104                 return;
6105         /*
6106          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6107          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6108          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6109          */
6110         if (!memcg)
6111                 return;
6112
6113         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6114 }
6115
6116 struct uncharge_gather {
6117         struct mem_cgroup *memcg;
6118         unsigned long pgpgout;
6119         unsigned long nr_anon;
6120         unsigned long nr_file;
6121         unsigned long nr_kmem;
6122         unsigned long nr_huge;
6123         unsigned long nr_shmem;
6124         struct page *dummy_page;
6125 };
6126
6127 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6128 {
6129         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6130 }
6131
6132 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6133 {
6134         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6135         unsigned long flags;
6136
6137         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6138                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6139                 if (do_memsw_account())
6140                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6141                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6142                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6143                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6144         }
6145
6146         local_irq_save(flags);
6147         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6148         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6149         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6150         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6151         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6152         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6153         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6154         local_irq_restore(flags);
6155
6156         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6157                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6158 }
6159
6160 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6161 {
6162         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6163         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6164                         !PageHWPoison(page) , page);
6165
6166         if (!page->mem_cgroup)
6167                 return;
6168
6169         /*
6170          * Nobody should be changing or seriously looking at
6171          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6172          * exclusive access to the page.
6173          */
6174
6175         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6176                 if (ug->memcg) {
6177                         uncharge_batch(ug);
6178                         uncharge_gather_clear(ug);
6179                 }
6180                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6181         }
6182
6183         if (!PageKmemcg(page)) {
6184                 unsigned int nr_pages = 1;
6185
6186                 if (PageTransHuge(page)) {
6187                         nr_pages <<= compound_order(page);
6188                         ug->nr_huge += nr_pages;
6189                 }
6190                 if (PageAnon(page))
6191                         ug->nr_anon += nr_pages;
6192                 else {
6193                         ug->nr_file += nr_pages;
6194                         if (PageSwapBacked(page))
6195                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6196                 }
6197                 ug->pgpgout++;
6198         } else {
6199                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6200                 __ClearPageKmemcg(page);
6201         }
6202
6203         ug->dummy_page = page;
6204         page->mem_cgroup = NULL;
6205 }
6206
6207 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6208 {
6209         struct uncharge_gather ug;
6210         struct list_head *next;
6211
6212         uncharge_gather_clear(&ug);
6213
6214         /*
6215          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6216          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6217          */
6218         next = page_list->next;
6219         do {
6220                 struct page *page;
6221
6222                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6223                 next = page->lru.next;
6224
6225                 uncharge_page(page, &ug);
6226         } while (next != page_list);
6227
6228         if (ug.memcg)
6229                 uncharge_batch(&ug);
6230 }
6231
6232 /**
6233  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6234  * @page: page to uncharge
6235  *
6236  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6237  * mem_cgroup_commit_charge().
6238  */
6239 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6240 {
6241         struct uncharge_gather ug;
6242
6243         if (mem_cgroup_disabled())
6244                 return;
6245
6246         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6247         if (!page->mem_cgroup)
6248                 return;
6249
6250         uncharge_gather_clear(&ug);
6251         uncharge_page(page, &ug);
6252         uncharge_batch(&ug);
6253 }
6254
6255 /**
6256  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6257  * @page_list: list of pages to uncharge
6258  *
6259  * Uncharge a list of pages previously charged with
6260  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6261  */
6262 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6263 {
6264         if (mem_cgroup_disabled())
6265                 return;
6266
6267         if (!list_empty(page_list))
6268                 uncharge_list(page_list);
6269 }
6270
6271 /**
6272  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6273  * @oldpage: currently circulating page
6274  * @newpage: replacement page
6275  *
6276  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6277  * be uncharged upon free.
6278  *
6279  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6280  */
6281 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6282 {
6283         struct mem_cgroup *memcg;
6284         unsigned int nr_pages;
6285         bool compound;
6286         unsigned long flags;
6287
6288         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6289         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6290         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6291         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6292                        newpage);
6293
6294         if (mem_cgroup_disabled())
6295                 return;
6296
6297         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6298         if (newpage->mem_cgroup)
6299                 return;
6300
6301         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6302         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6303         if (!memcg)
6304                 return;
6305
6306         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6307         compound = PageTransHuge(newpage);
6308         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6309
6310         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6311         if (do_memsw_account())
6312                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6313         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6314
6315         commit_charge(newpage, memcg, false);
6316
6317         local_irq_save(flags);
6318         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6319         memcg_check_events(memcg, newpage);
6320         local_irq_restore(flags);
6321 }
6322
6323 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6324 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6325
6326 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6327 {
6328         struct mem_cgroup *memcg;
6329
6330         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6331                 return;
6332
6333         /*
6334          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6335          * filled. It won't however, necessarily happen from
6336          * process context. So the test for root memcg given
6337          * the current task's memcg won't help us in this case.
6338          *
6339          * Respecting the original socket's memcg is a better
6340          * decision in this case.
6341          */
6342         if (sk->sk_memcg) {
6343                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6344                 return;
6345         }
6346
6347         rcu_read_lock();
6348         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6349         if (memcg == root_mem_cgroup)
6350                 goto out;
6351         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6352                 goto out;
6353         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6354                 sk->sk_memcg = memcg;
6355 out:
6356         rcu_read_unlock();
6357 }
6358
6359 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6360 {
6361         if (sk->sk_memcg)
6362                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6363 }
6364
6365 /**
6366  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6367  * @memcg: memcg to charge
6368  * @nr_pages: number of pages to charge
6369  *
6370  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6371  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6372  */
6373 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6374 {
6375         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6376
6377         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6378                 struct page_counter *fail;
6379
6380                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6381                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6382                         return true;
6383                 }
6384                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6385                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6386                 return false;
6387         }
6388
6389         /* Don't block in the packet receive path */
6390         if (in_softirq())
6391                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6392
6393         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6394
6395         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6396                 return true;
6397
6398         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6399         return false;
6400 }
6401
6402 /**
6403  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6404  * @memcg: memcg to uncharge
6405  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6406  */
6407 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6408 {
6409         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6410                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6411                 return;
6412         }
6413
6414         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6415
6416         refill_stock(memcg, nr_pages);
6417 }
6418
6419 static int __init cgroup_memory(char *s)
6420 {
6421         char *token;
6422
6423         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6424                 if (!*token)
6425                         continue;
6426                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6427                         cgroup_memory_nosocket = true;
6428                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6429                         cgroup_memory_nokmem = true;
6430         }
6431         return 0;
6432 }
6433 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6434
6435 /*
6436  * subsys_initcall() for memory controller.
6437  *
6438  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6439  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6440  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6441  * should be initialized from here.
6442  */
6443 static int __init mem_cgroup_init(void)
6444 {
6445         int cpu, node;
6446
6447 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6448         /*
6449          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6450          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6451          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6452          * destroyed simultaneously.
6453          */
6454         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6455         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6456 #endif
6457
6458         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6459                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6460
6461         for_each_possible_cpu(cpu)
6462                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6463                           drain_local_stock);
6464
6465         for_each_node(node) {
6466                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6467
6468                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6469                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6470
6471                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6472                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6473                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6474                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6475         }
6476
6477         return 0;
6478 }
6479 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6480
6481 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6482 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6483 {
6484         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6485                 /*
6486                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6487                  * always be >= 1.
6488                  */
6489                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6490                         VM_BUG_ON(1);
6491                         break;
6492                 }
6493                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6494                 if (!memcg)
6495                         memcg = root_mem_cgroup;
6496         }
6497         return memcg;
6498 }
6499
6500 /**
6501  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6502  * @page: page whose memsw charge to transfer
6503  * @entry: swap entry to move the charge to
6504  *
6505  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6506  */
6507 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6508 {
6509         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6510         unsigned int nr_entries;
6511         unsigned short oldid;
6512
6513         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6514         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6515
6516         if (!do_memsw_account())
6517                 return;
6518
6519         memcg = page->mem_cgroup;
6520
6521         /* Readahead page, never charged */
6522         if (!memcg)
6523                 return;
6524
6525         /*
6526          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6527          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6528          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6529          */
6530         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6531         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6532         /* Get references for the tail pages, too */
6533         if (nr_entries > 1)
6534                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6535         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6536                                    nr_entries);
6537         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6538         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6539
6540         page->mem_cgroup = NULL;
6541
6542         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6543                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6544
6545         if (memcg != swap_memcg) {
6546                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6547                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6548                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6549         }
6550
6551         /*
6552          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6553          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6554          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6555          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6556          */
6557         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6558         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6559                                      -nr_entries);
6560         memcg_check_events(memcg, page);
6561
6562         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6563                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6564 }
6565
6566 /**
6567  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6568  * @page: page being added to swap
6569  * @entry: swap entry to charge
6570  *
6571  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6572  *
6573  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6574  */
6575 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6576 {
6577         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6578         struct page_counter *counter;
6579         struct mem_cgroup *memcg;
6580         unsigned short oldid;
6581
6582         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6583                 return 0;
6584
6585         memcg = page->mem_cgroup;
6586
6587         /* Readahead page, never charged */
6588         if (!memcg)
6589                 return 0;
6590
6591         if (!entry.val) {
6592                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6593                 return 0;
6594         }
6595
6596         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6597
6598         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6599             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6600                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6601                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6602                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6603                 return -ENOMEM;
6604         }
6605
6606         /* Get references for the tail pages, too */
6607         if (nr_pages > 1)
6608                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6609         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6610         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6611         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6612
6613         return 0;
6614 }
6615
6616 /**
6617  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6618  * @entry: swap entry to uncharge
6619  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6620  */
6621 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6622 {
6623         struct mem_cgroup *memcg;
6624         unsigned short id;
6625
6626         if (!do_swap_account)
6627                 return;
6628
6629         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6630         rcu_read_lock();
6631         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6632         if (memcg) {
6633                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6634                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6635                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6636                         else
6637                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6638                 }
6639                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6640                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6641         }
6642         rcu_read_unlock();
6643 }
6644
6645 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6646 {
6647         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6648
6649         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6650                 return nr_swap_pages;
6651         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6652                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6653                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6654                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6655         return nr_swap_pages;
6656 }
6657
6658 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6659 {
6660         struct mem_cgroup *memcg;
6661
6662         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6663
6664         if (vm_swap_full())
6665                 return true;
6666         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6667                 return false;
6668
6669         memcg = page->mem_cgroup;
6670         if (!memcg)
6671                 return false;
6672
6673         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6674                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6675                         return true;
6676
6677         return false;
6678 }
6679
6680 /* for remember boot option*/
6681 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6682 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6683 #else
6684 static int really_do_swap_account __initdata;
6685 #endif
6686
6687 static int __init enable_swap_account(char *s)
6688 {
6689         if (!strcmp(s, "1"))
6690                 really_do_swap_account = 1;
6691         else if (!strcmp(s, "0"))
6692                 really_do_swap_account = 0;
6693         return 1;
6694 }
6695 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6696
6697 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6698                              struct cftype *cft)
6699 {
6700         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6701
6702         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6703 }
6704
6705 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6706 {
6707         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6708                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6709 }
6710
6711 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6712                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6713 {
6714         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6715         unsigned long max;
6716         int err;
6717
6718         buf = strstrip(buf);
6719         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6720         if (err)
6721                 return err;
6722
6723         xchg(&memcg->swap.max, max);
6724
6725         return nbytes;
6726 }
6727
6728 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6729 {
6730         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6731
6732         seq_printf(m, "max %lu\n",
6733                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6734         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6735                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6736
6737         return 0;
6738 }
6739
6740 static struct cftype swap_files[] = {
6741         {
6742                 .name = "swap.current",
6743                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6744                 .read_u64 = swap_current_read,
6745         },
6746         {
6747                 .name = "swap.max",
6748                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6749                 .seq_show = swap_max_show,
6750                 .write = swap_max_write,
6751         },
6752         {
6753                 .name = "swap.events",
6754                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6755                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6756                 .seq_show = swap_events_show,
6757         },
6758         { }     /* terminate */
6759 };
6760
6761 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6762         {
6763                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6764                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6765                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6766         },
6767         {
6768                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6769                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6770                 .write = mem_cgroup_reset,
6771                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6772         },
6773         {
6774                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6775                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6776                 .write = mem_cgroup_write,
6777                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6778         },
6779         {
6780                 .name = "memsw.failcnt",
6781                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6782                 .write = mem_cgroup_reset,
6783                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6784         },
6785         { },    /* terminate */
6786 };
6787
6788 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6789 {
6790         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6791                 do_swap_account = 1;
6792                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6793                                                swap_files));
6794                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6795                                                   memsw_cgroup_files));
6796         }
6797         return 0;
6798 }
6799 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6800
6801 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */