powerpc/tm: Fix restoring FP/VMX facility incorrectly on interrupts
[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 <linux/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
490                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
491         else
492                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
493         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
494                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
495         if (memcg)
496                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
497         rcu_read_unlock();
498         return ino;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_node *
502 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505
506         return memcg->nodeinfo[nid];
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
510 soft_limit_tree_node(int nid)
511 {
512         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
516 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
517 {
518         int nid = page_to_nid(page);
519
520         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
530         bool rightmost = true;
531
532         if (mz->on_tree)
533                 return;
534
535         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
536         if (!mz->usage_in_excess)
537                 return;
538         while (*p) {
539                 parent = *p;
540                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
541                                         tree_node);
542                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
543                         p = &(*p)->rb_left;
544                         rightmost = false;
545                 }
546
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554
555         if (rightmost)
556                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
557
558         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
559         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
560         mz->on_tree = true;
561 }
562
563 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
564                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568
569         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
570                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
571
572         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
573         mz->on_tree = false;
574 }
575
576 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
577                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
578 {
579         unsigned long flags;
580
581         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
583         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
584 }
585
586 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
587 {
588         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
589         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
590         unsigned long excess = 0;
591
592         if (nr_pages > soft_limit)
593                 excess = nr_pages - soft_limit;
594
595         return excess;
596 }
597
598 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
599 {
600         unsigned long excess;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
603
604         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
605         if (!mctz)
606                 return;
607         /*
608          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
609          * because their event counter is not touched.
610          */
611         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
612                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
613                 excess = soft_limit_excess(memcg);
614                 /*
615                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
616                  * mem is over its softlimit.
617                  */
618                 if (excess || mz->on_tree) {
619                         unsigned long flags;
620
621                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
622                         /* if on-tree, remove it */
623                         if (mz->on_tree)
624                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
625                         /*
626                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
627                          * If excess is 0, no tree ops.
628                          */
629                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
630                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
631                 }
632         }
633 }
634
635 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
638         struct mem_cgroup_per_node *mz;
639         int nid;
640
641         for_each_node(nid) {
642                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
643                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
644                 if (mctz)
645                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
646         }
647 }
648
649 static struct mem_cgroup_per_node *
650 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
651 {
652         struct mem_cgroup_per_node *mz;
653
654 retry:
655         mz = NULL;
656         if (!mctz->rb_rightmost)
657                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
658
659         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
660                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
661         /*
662          * Remove the node now but someone else can add it back,
663          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
664          * position in the tree.
665          */
666         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
667         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
668             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
669                 goto retry;
670 done:
671         return mz;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
676 {
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678
679         spin_lock_irq(&mctz->lock);
680         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
681         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
682         return mz;
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         long x;
694
695         if (mem_cgroup_disabled())
696                 return;
697
698         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
699         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
700                 struct mem_cgroup *mi;
701
702                 /*
703                  * Batch local counters to keep them in sync with
704                  * the hierarchical ones.
705                  */
706                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
707                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
708                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
709                 x = 0;
710         }
711         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
712 }
713
714 static struct mem_cgroup_per_node *
715 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
716 {
717         struct mem_cgroup *parent;
718
719         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
720         if (!parent)
721                 return NULL;
722         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
723 }
724
725 /**
726  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
727  * @lruvec: the lruvec
728  * @idx: the stat item
729  * @val: delta to add to the counter, can be negative
730  *
731  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
732  * function updates the all three counters that are affected by a
733  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
734  */
735 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
736                         int val)
737 {
738         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
739         struct mem_cgroup_per_node *pn;
740         struct mem_cgroup *memcg;
741         long x;
742
743         /* Update node */
744         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
745
746         if (mem_cgroup_disabled())
747                 return;
748
749         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
750         memcg = pn->memcg;
751
752         /* Update memcg */
753         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
754
755         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
756         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
757                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
758
759                 /*
760                  * Batch local counters to keep them in sync with
761                  * the hierarchical ones.
762                  */
763                 __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], x);
764                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
765                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
766                 x = 0;
767         }
768         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
769 }
770
771 /**
772  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
773  * @memcg: the memory cgroup
774  * @idx: the event item
775  * @count: the number of events that occured
776  */
777 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
778                           unsigned long count)
779 {
780         unsigned long x;
781
782         if (mem_cgroup_disabled())
783                 return;
784
785         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
786         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
787                 struct mem_cgroup *mi;
788
789                 /*
790                  * Batch local counters to keep them in sync with
791                  * the hierarchical ones.
792                  */
793                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
794                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
795                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
796                 x = 0;
797         }
798         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
799 }
800
801 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
802 {
803         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
804 }
805
806 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
807 {
808         long x = 0;
809         int cpu;
810
811         for_each_possible_cpu(cpu)
812                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
813         return x;
814 }
815
816 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
817                                          struct page *page,
818                                          bool compound, int nr_pages)
819 {
820         /*
821          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
822          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
823          */
824         if (PageAnon(page))
825                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
826         else {
827                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
828                 if (PageSwapBacked(page))
829                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
830         }
831
832         if (compound) {
833                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
834                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
835         }
836
837         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
838         if (nr_pages > 0)
839                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
840         else {
841                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
842                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
843         }
844
845         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
846 }
847
848 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
849                                        enum mem_cgroup_events_target target)
850 {
851         unsigned long val, next;
852
853         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
854         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
855         /* from time_after() in jiffies.h */
856         if ((long)(next - val) < 0) {
857                 switch (target) {
858                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
859                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
860                         break;
861                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
862                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
863                         break;
864                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
865                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
866                         break;
867                 default:
868                         break;
869                 }
870                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
871                 return true;
872         }
873         return false;
874 }
875
876 /*
877  * Check events in order.
878  *
879  */
880 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
881 {
882         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
883         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
884                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
885                 bool do_softlimit;
886                 bool do_numainfo __maybe_unused;
887
888                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
889                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
890 #if MAX_NUMNODES > 1
891                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
892                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
893 #endif
894                 mem_cgroup_threshold(memcg);
895                 if (unlikely(do_softlimit))
896                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
897 #if MAX_NUMNODES > 1
898                 if (unlikely(do_numainfo))
899                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
900 #endif
901         }
902 }
903
904 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
905 {
906         /*
907          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
908          * if it races with swapoff, page migration, etc.
909          * So this can be called with p == NULL.
910          */
911         if (unlikely(!p))
912                 return NULL;
913
914         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
915 }
916 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
917
918 /**
919  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
920  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
921  *
922  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
923  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
924  * returned.
925  */
926 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
927 {
928         struct mem_cgroup *memcg;
929
930         if (mem_cgroup_disabled())
931                 return NULL;
932
933         rcu_read_lock();
934         do {
935                 /*
936                  * Page cache insertions can happen withou an
937                  * actual mm context, e.g. during disk probing
938                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
939                  */
940                 if (unlikely(!mm))
941                         memcg = root_mem_cgroup;
942                 else {
943                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
944                         if (unlikely(!memcg))
945                                 memcg = root_mem_cgroup;
946                 }
947         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
948         rcu_read_unlock();
949         return memcg;
950 }
951 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
952
953 /**
954  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
955  * @page: page from which memcg should be extracted.
956  *
957  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
958  * root_mem_cgroup is returned.
959  */
960 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
961 {
962         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
963
964         if (mem_cgroup_disabled())
965                 return NULL;
966
967         rcu_read_lock();
968         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
969                 memcg = root_mem_cgroup;
970         rcu_read_unlock();
971         return memcg;
972 }
973 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
974
975 /**
976  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
977  */
978 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
979 {
980         if (unlikely(current->active_memcg)) {
981                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
982
983                 rcu_read_lock();
984                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
985                         memcg = current->active_memcg;
986                 rcu_read_unlock();
987                 return memcg;
988         }
989         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
990 }
991
992 /**
993  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
994  * @root: hierarchy root
995  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
996  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
997  *
998  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
999  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1000  *
1001  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1002  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1003  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1004  *
1005  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1006  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1007  * reclaimers operating on the same node and priority.
1008  */
1009 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1010                                    struct mem_cgroup *prev,
1011                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1012 {
1013         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1014         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1015         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1016         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1017
1018         if (mem_cgroup_disabled())
1019                 return NULL;
1020
1021         if (!root)
1022                 root = root_mem_cgroup;
1023
1024         if (prev && !reclaim)
1025                 pos = prev;
1026
1027         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1028                 if (prev)
1029                         goto out;
1030                 return root;
1031         }
1032
1033         rcu_read_lock();
1034
1035         if (reclaim) {
1036                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1037
1038                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1039                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1040
1041                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1042                         goto out_unlock;
1043
1044                 while (1) {
1045                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1046                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1047                                 break;
1048                         /*
1049                          * css reference reached zero, so iter->position will
1050                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1051                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1052                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1053                          * might block it. So we clear iter->position right
1054                          * away.
1055                          */
1056                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1057                 }
1058         }
1059
1060         if (pos)
1061                 css = &pos->css;
1062
1063         for (;;) {
1064                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1065                 if (!css) {
1066                         /*
1067                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1068                          * new one might jump in right at the end of
1069                          * the hierarchy - make sure they see at least
1070                          * one group and restart from the beginning.
1071                          */
1072                         if (!prev)
1073                                 continue;
1074                         break;
1075                 }
1076
1077                 /*
1078                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1079                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1080                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1081                  */
1082                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1083
1084                 if (css == &root->css)
1085                         break;
1086
1087                 if (css_tryget(css))
1088                         break;
1089
1090                 memcg = NULL;
1091         }
1092
1093         if (reclaim) {
1094                 /*
1095                  * The position could have already been updated by a competing
1096                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1097                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1098                  */
1099                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1100
1101                 if (pos)
1102                         css_put(&pos->css);
1103
1104                 if (!memcg)
1105                         iter->generation++;
1106                 else if (!prev)
1107                         reclaim->generation = iter->generation;
1108         }
1109
1110 out_unlock:
1111         rcu_read_unlock();
1112 out:
1113         if (prev && prev != root)
1114                 css_put(&prev->css);
1115
1116         return memcg;
1117 }
1118
1119 /**
1120  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1121  * @root: hierarchy root
1122  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1123  */
1124 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1125                            struct mem_cgroup *prev)
1126 {
1127         if (!root)
1128                 root = root_mem_cgroup;
1129         if (prev && prev != root)
1130                 css_put(&prev->css);
1131 }
1132
1133 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1134 {
1135         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1136         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1137         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1138         int nid;
1139         int i;
1140
1141         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1142                 for_each_node(nid) {
1143                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1144                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1145                                 iter = &mz->iter[i];
1146                                 cmpxchg(&iter->position,
1147                                         dead_memcg, NULL);
1148                         }
1149                 }
1150         }
1151 }
1152
1153 /**
1154  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1155  * @memcg: hierarchy root
1156  * @fn: function to call for each task
1157  * @arg: argument passed to @fn
1158  *
1159  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1160  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1161  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1162  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1163  *
1164  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1165  */
1166 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1167                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1168 {
1169         struct mem_cgroup *iter;
1170         int ret = 0;
1171
1172         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1173
1174         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1175                 struct css_task_iter it;
1176                 struct task_struct *task;
1177
1178                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1179                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1180                         ret = fn(task, arg);
1181                 css_task_iter_end(&it);
1182                 if (ret) {
1183                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1184                         break;
1185                 }
1186         }
1187         return ret;
1188 }
1189
1190 /**
1191  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1192  * @page: the page
1193  * @pgdat: pgdat of the page
1194  *
1195  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1196  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1197  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1198  */
1199 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1200 {
1201         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1202         struct mem_cgroup *memcg;
1203         struct lruvec *lruvec;
1204
1205         if (mem_cgroup_disabled()) {
1206                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1207                 goto out;
1208         }
1209
1210         memcg = page->mem_cgroup;
1211         /*
1212          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1213          * possibly migrated - before they are charged.
1214          */
1215         if (!memcg)
1216                 memcg = root_mem_cgroup;
1217
1218         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1219         lruvec = &mz->lruvec;
1220 out:
1221         /*
1222          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1223          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1224          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1225          */
1226         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1227                 lruvec->pgdat = pgdat;
1228         return lruvec;
1229 }
1230
1231 /**
1232  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1233  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1234  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1235  * @zid: zone id of the accounted pages
1236  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1237  *
1238  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1239  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1240  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1241  */
1242 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1243                                 int zid, int nr_pages)
1244 {
1245         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1246         unsigned long *lru_size;
1247         long size;
1248
1249         if (mem_cgroup_disabled())
1250                 return;
1251
1252         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1253         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1254
1255         if (nr_pages < 0)
1256                 *lru_size += nr_pages;
1257
1258         size = *lru_size;
1259         if (WARN_ONCE(size < 0,
1260                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1261                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1262                 VM_BUG_ON(1);
1263                 *lru_size = 0;
1264         }
1265
1266         if (nr_pages > 0)
1267                 *lru_size += nr_pages;
1268 }
1269
1270 /**
1271  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1272  * @memcg: the memory cgroup
1273  *
1274  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1275  * pages.
1276  */
1277 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1278 {
1279         unsigned long margin = 0;
1280         unsigned long count;
1281         unsigned long limit;
1282
1283         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1284         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1285         if (count < limit)
1286                 margin = limit - count;
1287
1288         if (do_memsw_account()) {
1289                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1290                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1291                 if (count <= limit)
1292                         margin = min(margin, limit - count);
1293                 else
1294                         margin = 0;
1295         }
1296
1297         return margin;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1302  *
1303  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1304  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1305  * caused by "move".
1306  */
1307 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         struct mem_cgroup *from;
1310         struct mem_cgroup *to;
1311         bool ret = false;
1312         /*
1313          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1314          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1315          */
1316         spin_lock(&mc.lock);
1317         from = mc.from;
1318         to = mc.to;
1319         if (!from)
1320                 goto unlock;
1321
1322         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1323                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1324 unlock:
1325         spin_unlock(&mc.lock);
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1330 {
1331         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1332                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1333                         DEFINE_WAIT(wait);
1334                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1335                         /* moving charge context might have finished. */
1336                         if (mc.moving_task)
1337                                 schedule();
1338                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1339                         return true;
1340                 }
1341         }
1342         return false;
1343 }
1344
1345 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         struct seq_buf s;
1348         int i;
1349
1350         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1351         if (!s.buffer)
1352                 return NULL;
1353
1354         /*
1355          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1356          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1357          *
1358          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1359          * 1) generic big picture -> specifics and details
1360          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1361          *
1362          * Current memory state:
1363          */
1364
1365         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1366                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1367                        PAGE_SIZE);
1368         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1369                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1370                        PAGE_SIZE);
1371         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1372                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1373                        1024);
1374         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1375                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1376                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1377                        PAGE_SIZE);
1378         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1379                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1380                        PAGE_SIZE);
1381
1382         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1383                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1384                        PAGE_SIZE);
1385         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1386                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1387                        PAGE_SIZE);
1388         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1389                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1390                        PAGE_SIZE);
1391         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1392                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1393                        PAGE_SIZE);
1394
1395         /*
1396          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1397          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1398          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1399          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1400          */
1401         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1402                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1403                        PAGE_SIZE);
1404
1405         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1406                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1407                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1408                                PAGE_SIZE);
1409
1410         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1411                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1412                        PAGE_SIZE);
1413         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1414                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1415                        PAGE_SIZE);
1416
1417         /* Accumulated memory events */
1418
1419         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1420         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1421
1422         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1423                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1424         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1425                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1426         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1427                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1428
1429         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1430         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1431                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1432                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1433         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1434                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1435                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1436         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1437         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1438         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1439         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1440
1441 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1442         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1443                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1444         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1445                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1446 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1447
1448         /* The above should easily fit into one page */
1449         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1450
1451         return s.buffer;
1452 }
1453
1454 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1455 /**
1456  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1457  * memory controller.
1458  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1459  * @p: Task that is going to be killed
1460  *
1461  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1462  * enabled
1463  */
1464 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1465 {
1466         rcu_read_lock();
1467
1468         if (memcg) {
1469                 pr_cont(",oom_memcg=");
1470                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1471         } else
1472                 pr_cont(",global_oom");
1473         if (p) {
1474                 pr_cont(",task_memcg=");
1475                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1476         }
1477         rcu_read_unlock();
1478 }
1479
1480 /**
1481  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1482  * memory controller.
1483  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1484  */
1485 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1486 {
1487         char *buf;
1488
1489         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1490                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1491                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1492         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1493                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1494                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1495                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1496         else {
1497                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1498                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1499                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1500                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1501                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1502                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1503         }
1504
1505         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1506         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1507         pr_cont(":");
1508         buf = memory_stat_format(memcg);
1509         if (!buf)
1510                 return;
1511         pr_info("%s", buf);
1512         kfree(buf);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1517  */
1518 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1519 {
1520         unsigned long max;
1521
1522         max = memcg->memory.max;
1523         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1524                 unsigned long memsw_max;
1525                 unsigned long swap_max;
1526
1527                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1528                 swap_max = memcg->swap.max;
1529                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1530                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1531         }
1532         return max;
1533 }
1534
1535 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1536                                      int order)
1537 {
1538         struct oom_control oc = {
1539                 .zonelist = NULL,
1540                 .nodemask = NULL,
1541                 .memcg = memcg,
1542                 .gfp_mask = gfp_mask,
1543                 .order = order,
1544         };
1545         bool ret;
1546
1547         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1548                 return true;
1549         /*
1550          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1551          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1552          */
1553         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1554         mutex_unlock(&oom_lock);
1555         return ret;
1556 }
1557
1558 #if MAX_NUMNODES > 1
1559
1560 /**
1561  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1562  * @memcg: the target memcg
1563  * @nid: the node ID to be checked.
1564  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1565  *
1566  * This function returns whether the specified memcg contains any
1567  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1568  * pages in the node.
1569  */
1570 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1571                 int nid, bool noswap)
1572 {
1573         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1574
1575         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1576             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1577                 return true;
1578         if (noswap || !total_swap_pages)
1579                 return false;
1580         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1581             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1582                 return true;
1583         return false;
1584
1585 }
1586
1587 /*
1588  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1589  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1590  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1591  *
1592  */
1593 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1594 {
1595         int nid;
1596         /*
1597          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1598          * pagein/pageout changes since the last update.
1599          */
1600         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1601                 return;
1602         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1603                 return;
1604
1605         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1606         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1607
1608         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1609
1610                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1611                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1612         }
1613
1614         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1615         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1616 }
1617
1618 /*
1619  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1620  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1621  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1622  *
1623  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1624  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1625  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1626  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1627  *
1628  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1629  */
1630 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1631 {
1632         int node;
1633
1634         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1635         node = memcg->last_scanned_node;
1636
1637         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1638         /*
1639          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1640          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1641          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1642          */
1643         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1644                 node = numa_node_id();
1645
1646         memcg->last_scanned_node = node;
1647         return node;
1648 }
1649 #else
1650 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1651 {
1652         return 0;
1653 }
1654 #endif
1655
1656 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1657                                    pg_data_t *pgdat,
1658                                    gfp_t gfp_mask,
1659                                    unsigned long *total_scanned)
1660 {
1661         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1662         int total = 0;
1663         int loop = 0;
1664         unsigned long excess;
1665         unsigned long nr_scanned;
1666         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1667                 .pgdat = pgdat,
1668                 .priority = 0,
1669         };
1670
1671         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1672
1673         while (1) {
1674                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1675                 if (!victim) {
1676                         loop++;
1677                         if (loop >= 2) {
1678                                 /*
1679                                  * If we have not been able to reclaim
1680                                  * anything, it might because there are
1681                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1682                                  */
1683                                 if (!total)
1684                                         break;
1685                                 /*
1686                                  * We want to do more targeted reclaim.
1687                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1688                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1689                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1690                                  */
1691                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1692                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1693                                         break;
1694                         }
1695                         continue;
1696                 }
1697                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1698                                         pgdat, &nr_scanned);
1699                 *total_scanned += nr_scanned;
1700                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1701                         break;
1702         }
1703         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1704         return total;
1705 }
1706
1707 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1708 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1709         .name = "memcg_oom_lock",
1710 };
1711 #endif
1712
1713 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1714
1715 /*
1716  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1717  * If someone is running, return false.
1718  */
1719 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1720 {
1721         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1722
1723         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1724
1725         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1726                 if (iter->oom_lock) {
1727                         /*
1728                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1729                          * so we cannot give a lock.
1730                          */
1731                         failed = iter;
1732                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1733                         break;
1734                 } else
1735                         iter->oom_lock = true;
1736         }
1737
1738         if (failed) {
1739                 /*
1740                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1741                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1742                  */
1743                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1744                         if (iter == failed) {
1745                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1746                                 break;
1747                         }
1748                         iter->oom_lock = false;
1749                 }
1750         } else
1751                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1752
1753         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1754
1755         return !failed;
1756 }
1757
1758 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1759 {
1760         struct mem_cgroup *iter;
1761
1762         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1763         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1764         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1765                 iter->oom_lock = false;
1766         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1767 }
1768
1769 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1770 {
1771         struct mem_cgroup *iter;
1772
1773         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1774         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1775                 iter->under_oom++;
1776         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1777 }
1778
1779 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1780 {
1781         struct mem_cgroup *iter;
1782
1783         /*
1784          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1785          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1786          */
1787         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1788         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1789                 if (iter->under_oom > 0)
1790                         iter->under_oom--;
1791         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1792 }
1793
1794 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1795
1796 struct oom_wait_info {
1797         struct mem_cgroup *memcg;
1798         wait_queue_entry_t      wait;
1799 };
1800
1801 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1802         unsigned mode, int sync, void *arg)
1803 {
1804         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1805         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1806         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1807
1808         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1809         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1810
1811         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1812             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1813                 return 0;
1814         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1815 }
1816
1817 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1818 {
1819         /*
1820          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1821          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1822          * this function is called as a result of userland actions
1823          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1824          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1825          * triggering notification.
1826          */
1827         if (memcg && memcg->under_oom)
1828                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1829 }
1830
1831 enum oom_status {
1832         OOM_SUCCESS,
1833         OOM_FAILED,
1834         OOM_ASYNC,
1835         OOM_SKIPPED
1836 };
1837
1838 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1839 {
1840         enum oom_status ret;
1841         bool locked;
1842
1843         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1844                 return OOM_SKIPPED;
1845
1846         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1847
1848         /*
1849          * We are in the middle of the charge context here, so we
1850          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1851          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1852          *
1853          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1854          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1855          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1856          * released.
1857          *
1858          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1859          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1860          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1861          * invoke the oom killer here.
1862          *
1863          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1864          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1865          */
1866         if (memcg->oom_kill_disable) {
1867                 if (!current->in_user_fault)
1868                         return OOM_SKIPPED;
1869                 css_get(&memcg->css);
1870                 current->memcg_in_oom = memcg;
1871                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1872                 current->memcg_oom_order = order;
1873
1874                 return OOM_ASYNC;
1875         }
1876
1877         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1878
1879         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1880
1881         if (locked)
1882                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1883
1884         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1885         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1886                 ret = OOM_SUCCESS;
1887         else
1888                 ret = OOM_FAILED;
1889
1890         if (locked)
1891                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1892
1893         return ret;
1894 }
1895
1896 /**
1897  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1898  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1899  *
1900  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1901  * handler was enabled.
1902  *
1903  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1904  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1905  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1906  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1907  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1908  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1909  *
1910  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1911  * completed, %false otherwise.
1912  */
1913 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1914 {
1915         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1916         struct oom_wait_info owait;
1917         bool locked;
1918
1919         /* OOM is global, do not handle */
1920         if (!memcg)
1921                 return false;
1922
1923         if (!handle)
1924                 goto cleanup;
1925
1926         owait.memcg = memcg;
1927         owait.wait.flags = 0;
1928         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1929         owait.wait.private = current;
1930         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1931
1932         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1933         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1934
1935         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1936
1937         if (locked)
1938                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1939
1940         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1941                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1942                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1943                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1944                                          current->memcg_oom_order);
1945         } else {
1946                 schedule();
1947                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1948                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1949         }
1950
1951         if (locked) {
1952                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1953                 /*
1954                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1955                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1956                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1957                  */
1958                 memcg_oom_recover(memcg);
1959         }
1960 cleanup:
1961         current->memcg_in_oom = NULL;
1962         css_put(&memcg->css);
1963         return true;
1964 }
1965
1966 /**
1967  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1968  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1969  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1970  *
1971  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1972  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1973  *
1974  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1975  */
1976 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1977                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1978 {
1979         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1980         struct mem_cgroup *memcg;
1981
1982         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1983                 return NULL;
1984
1985         if (!oom_domain)
1986                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1987
1988         rcu_read_lock();
1989
1990         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1991         if (memcg == root_mem_cgroup)
1992                 goto out;
1993
1994         /*
1995          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1996          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1997          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1998          */
1999         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2000                 if (memcg->oom_group)
2001                         oom_group = memcg;
2002
2003                 if (memcg == oom_domain)
2004                         break;
2005         }
2006
2007         if (oom_group)
2008                 css_get(&oom_group->css);
2009 out:
2010         rcu_read_unlock();
2011
2012         return oom_group;
2013 }
2014
2015 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2016 {
2017         pr_info("Tasks in ");
2018         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2019         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2020 }
2021
2022 /**
2023  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2024  * @page: the page
2025  *
2026  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2027  * another cgroup.
2028  *
2029  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2030  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2031  * when @page might get freed inside the locked section.
2032  */
2033 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2034 {
2035         struct mem_cgroup *memcg;
2036         unsigned long flags;
2037
2038         /*
2039          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2040          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2041          * because page moving starts with an RCU grace period.
2042          *
2043          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2044          * the page state that is going to change is the only thing
2045          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2046          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2047          * keep off truncation, migration and so forth.
2048          */
2049         rcu_read_lock();
2050
2051         if (mem_cgroup_disabled())
2052                 return NULL;
2053 again:
2054         memcg = page->mem_cgroup;
2055         if (unlikely(!memcg))
2056                 return NULL;
2057
2058         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2059                 return memcg;
2060
2061         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2062         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2063                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2064                 goto again;
2065         }
2066
2067         /*
2068          * When charge migration first begins, we can have locked and
2069          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2070          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2071          */
2072         memcg->move_lock_task = current;
2073         memcg->move_lock_flags = flags;
2074
2075         return memcg;
2076 }
2077 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2078
2079 /**
2080  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2081  * @memcg: the memcg
2082  *
2083  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2084  */
2085 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2086 {
2087         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2088                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2089
2090                 memcg->move_lock_task = NULL;
2091                 memcg->move_lock_flags = 0;
2092
2093                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2094         }
2095
2096         rcu_read_unlock();
2097 }
2098
2099 /**
2100  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2101  * @page: the page
2102  */
2103 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2104 {
2105         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2106 }
2107 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2108
2109 struct memcg_stock_pcp {
2110         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2111         unsigned int nr_pages;
2112         struct work_struct work;
2113         unsigned long flags;
2114 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2115 };
2116 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2117 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2118
2119 /**
2120  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2121  * @memcg: memcg to consume from.
2122  * @nr_pages: how many pages to charge.
2123  *
2124  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2125  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2126  * service an allocation will refill the stock.
2127  *
2128  * returns true if successful, false otherwise.
2129  */
2130 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2131 {
2132         struct memcg_stock_pcp *stock;
2133         unsigned long flags;
2134         bool ret = false;
2135
2136         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2137                 return ret;
2138
2139         local_irq_save(flags);
2140
2141         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2142         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2143                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2144                 ret = true;
2145         }
2146
2147         local_irq_restore(flags);
2148
2149         return ret;
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2154  */
2155 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2156 {
2157         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2158
2159         if (stock->nr_pages) {
2160                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2161                 if (do_memsw_account())
2162                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2163                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2164                 stock->nr_pages = 0;
2165         }
2166         stock->cached = NULL;
2167 }
2168
2169 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2170 {
2171         struct memcg_stock_pcp *stock;
2172         unsigned long flags;
2173
2174         /*
2175          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2176          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2177          */
2178         local_irq_save(flags);
2179
2180         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2181         drain_stock(stock);
2182         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2183
2184         local_irq_restore(flags);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2189  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2190  */
2191 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2192 {
2193         struct memcg_stock_pcp *stock;
2194         unsigned long flags;
2195
2196         local_irq_save(flags);
2197
2198         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2199         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2200                 drain_stock(stock);
2201                 stock->cached = memcg;
2202         }
2203         stock->nr_pages += nr_pages;
2204
2205         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2206                 drain_stock(stock);
2207
2208         local_irq_restore(flags);
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2213  * of the hierarchy under it.
2214  */
2215 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2216 {
2217         int cpu, curcpu;
2218
2219         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2220         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2221                 return;
2222         /*
2223          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2224          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2225          * as well as workers from this path always operate on the local
2226          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2227          */
2228         curcpu = get_cpu();
2229         for_each_online_cpu(cpu) {
2230                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2231                 struct mem_cgroup *memcg;
2232
2233                 memcg = stock->cached;
2234                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2235                         continue;
2236                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2237                         css_put(&memcg->css);
2238                         continue;
2239                 }
2240                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2241                         if (cpu == curcpu)
2242                                 drain_local_stock(&stock->work);
2243                         else
2244                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2245                 }
2246                 css_put(&memcg->css);
2247         }
2248         put_cpu();
2249         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2250 }
2251
2252 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2253 {
2254         struct memcg_stock_pcp *stock;
2255         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2256
2257         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2258         drain_stock(stock);
2259
2260         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2261                 int i;
2262
2263                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2264                         int nid;
2265                         long x;
2266
2267                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2268                         if (x)
2269                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2270                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2271
2272                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2273                                 continue;
2274
2275                         for_each_node(nid) {
2276                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2277
2278                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2279                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2280                                 if (x)
2281                                         do {
2282                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2283                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2284                         }
2285                 }
2286
2287                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2288                         long x;
2289
2290                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2291                         if (x)
2292                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2293                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2294                 }
2295         }
2296
2297         return 0;
2298 }
2299
2300 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2301                          unsigned int nr_pages,
2302                          gfp_t gfp_mask)
2303 {
2304         do {
2305                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2306                         continue;
2307                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2308                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2309         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2310 }
2311
2312 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2313 {
2314         struct mem_cgroup *memcg;
2315
2316         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2317         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2322  * and reclaims memory over the high limit.
2323  */
2324 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2325 {
2326         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2327         struct mem_cgroup *memcg;
2328
2329         if (likely(!nr_pages))
2330                 return;
2331
2332         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2333         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2334         css_put(&memcg->css);
2335         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2336 }
2337
2338 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2339                       unsigned int nr_pages)
2340 {
2341         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2342         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2343         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2344         struct page_counter *counter;
2345         unsigned long nr_reclaimed;
2346         bool may_swap = true;
2347         bool drained = false;
2348         enum oom_status oom_status;
2349
2350         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2351                 return 0;
2352 retry:
2353         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2354                 return 0;
2355
2356         if (!do_memsw_account() ||
2357             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2358                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2359                         goto done_restock;
2360                 if (do_memsw_account())
2361                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2362                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2363         } else {
2364                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2365                 may_swap = false;
2366         }
2367
2368         if (batch > nr_pages) {
2369                 batch = nr_pages;
2370                 goto retry;
2371         }
2372
2373         /*
2374          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2375          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2376          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2377          * free their memory.
2378          */
2379         if (unlikely(should_force_charge()))
2380                 goto force;
2381
2382         /*
2383          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2384          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2385          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2386          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2387          */
2388         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2389                 goto force;
2390
2391         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2392                 goto nomem;
2393
2394         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2395                 goto nomem;
2396
2397         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2398
2399         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2400                                                     gfp_mask, may_swap);
2401
2402         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2403                 goto retry;
2404
2405         if (!drained) {
2406                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2407                 drained = true;
2408                 goto retry;
2409         }
2410
2411         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2412                 goto nomem;
2413         /*
2414          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2415          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2416          * before killing the task.
2417          *
2418          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2419          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2420          * to regular pages anyway in case of failure.
2421          */
2422         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2423                 goto retry;
2424         /*
2425          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2426          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2427          */
2428         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2429                 goto retry;
2430
2431         if (nr_retries--)
2432                 goto retry;
2433
2434         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2435                 goto nomem;
2436
2437         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2438                 goto force;
2439
2440         if (fatal_signal_pending(current))
2441                 goto force;
2442
2443         /*
2444          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2445          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2446          * couldn't make any progress.
2447          */
2448         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2449                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2450         switch (oom_status) {
2451         case OOM_SUCCESS:
2452                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2453                 goto retry;
2454         case OOM_FAILED:
2455                 goto force;
2456         default:
2457                 goto nomem;
2458         }
2459 nomem:
2460         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2461                 return -ENOMEM;
2462 force:
2463         /*
2464          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2465          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2466          * temporarily by force charging it.
2467          */
2468         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2469         if (do_memsw_account())
2470                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2471         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2472
2473         return 0;
2474
2475 done_restock:
2476         css_get_many(&memcg->css, batch);
2477         if (batch > nr_pages)
2478                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2479
2480         /*
2481          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2482          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2483          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2484          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2485          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2486          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2487          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2488          */
2489         do {
2490                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2491                         /* Don't bother a random interrupted task */
2492                         if (in_interrupt()) {
2493                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2494                                 break;
2495                         }
2496                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2497                         set_notify_resume(current);
2498                         break;
2499                 }
2500         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2501
2502         return 0;
2503 }
2504
2505 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2506 {
2507         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2508                 return;
2509
2510         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2511         if (do_memsw_account())
2512                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2513
2514         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2515 }
2516
2517 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2518 {
2519         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2520
2521         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2522         if (PageLRU(page)) {
2523                 struct lruvec *lruvec;
2524
2525                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2526                 ClearPageLRU(page);
2527                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2528                 *isolated = 1;
2529         } else
2530                 *isolated = 0;
2531 }
2532
2533 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2534 {
2535         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2536
2537         if (isolated) {
2538                 struct lruvec *lruvec;
2539
2540                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2541                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2542                 SetPageLRU(page);
2543                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2544         }
2545         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2546 }
2547
2548 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2549                           bool lrucare)
2550 {
2551         int isolated;
2552
2553         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2554
2555         /*
2556          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2557          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2558          */
2559         if (lrucare)
2560                 lock_page_lru(page, &isolated);
2561
2562         /*
2563          * Nobody should be changing or seriously looking at
2564          * page->mem_cgroup at this point:
2565          *
2566          * - the page is uncharged
2567          *
2568          * - the page is off-LRU
2569          *
2570          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2571          *   a locked page table
2572          *
2573          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2574          *   have the page locked
2575          */
2576         page->mem_cgroup = memcg;
2577
2578         if (lrucare)
2579                 unlock_page_lru(page, isolated);
2580 }
2581
2582 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2583 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2584 {
2585         int id, size;
2586         int err;
2587
2588         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2589                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2590         if (id < 0)
2591                 return id;
2592
2593         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2594                 return id;
2595
2596         /*
2597          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2598          * so we have to grow them.
2599          */
2600         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2601
2602         size = 2 * (id + 1);
2603         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2604                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2605         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2606                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2607
2608         err = memcg_update_all_caches(size);
2609         if (!err)
2610                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2611         if (!err)
2612                 memcg_nr_cache_ids = size;
2613
2614         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2615
2616         if (err) {
2617                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2618                 return err;
2619         }
2620         return id;
2621 }
2622
2623 static void memcg_free_cache_id(int id)
2624 {
2625         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2626 }
2627
2628 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2629         struct mem_cgroup *memcg;
2630         struct kmem_cache *cachep;
2631         struct work_struct work;
2632 };
2633
2634 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2635 {
2636         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2637                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2638         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2639         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2640
2641         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2642
2643         css_put(&memcg->css);
2644         kfree(cw);
2645 }
2646
2647 /*
2648  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2649  */
2650 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2651                                                struct kmem_cache *cachep)
2652 {
2653         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2654
2655         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2656                 return;
2657
2658         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2659         if (!cw)
2660                 return;
2661
2662         cw->memcg = memcg;
2663         cw->cachep = cachep;
2664         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2665
2666         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2667 }
2668
2669 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2670 {
2671         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2672                 return true;
2673         return false;
2674 }
2675
2676 /**
2677  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2678  * @cachep: the original global kmem cache
2679  *
2680  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2681  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2682  *
2683  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2684  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2685  * go through with the original cache.
2686  *
2687  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2688  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2689  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2690  * reference.
2691  */
2692 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2693 {
2694         struct mem_cgroup *memcg;
2695         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2696         struct memcg_cache_array *arr;
2697         int kmemcg_id;
2698
2699         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2700
2701         if (memcg_kmem_bypass())
2702                 return cachep;
2703
2704         rcu_read_lock();
2705
2706         if (unlikely(current->active_memcg))
2707                 memcg = current->active_memcg;
2708         else
2709                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2710
2711         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2712                 goto out_unlock;
2713
2714         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2715         if (kmemcg_id < 0)
2716                 goto out_unlock;
2717
2718         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2719
2720         /*
2721          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2722          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2723          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2724          */
2725         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2726
2727         /*
2728          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2729          * context), we could be be predictable and return right away.
2730          * This would guarantee that the allocation being performed
2731          * already belongs in the new cache.
2732          *
2733          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2734          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2735          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2736          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2737          * defer everything.
2738          *
2739          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2740          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2741          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2742          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2743          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2744          * creation of a new kmem_cache.
2745          */
2746         if (unlikely(!memcg_cachep))
2747                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2748         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2749                 cachep = memcg_cachep;
2750 out_unlock:
2751         rcu_read_unlock();
2752         return cachep;
2753 }
2754
2755 /**
2756  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2757  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2758  */
2759 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2760 {
2761         if (!is_root_cache(cachep))
2762                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2763 }
2764
2765 /**
2766  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2767  * @page: page to charge
2768  * @gfp: reclaim mode
2769  * @order: allocation order
2770  * @memcg: memory cgroup to charge
2771  *
2772  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2773  */
2774 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2775                             struct mem_cgroup *memcg)
2776 {
2777         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2778         struct page_counter *counter;
2779         int ret;
2780
2781         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2782         if (ret)
2783                 return ret;
2784
2785         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2786             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2787                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2788                 return -ENOMEM;
2789         }
2790         return 0;
2791 }
2792
2793 /**
2794  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2795  * @page: page to charge
2796  * @gfp: reclaim mode
2797  * @order: allocation order
2798  *
2799  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2800  */
2801 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2802 {
2803         struct mem_cgroup *memcg;
2804         int ret = 0;
2805
2806         if (memcg_kmem_bypass())
2807                 return 0;
2808
2809         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2810         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2811                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2812                 if (!ret) {
2813                         page->mem_cgroup = memcg;
2814                         __SetPageKmemcg(page);
2815                 }
2816         }
2817         css_put(&memcg->css);
2818         return ret;
2819 }
2820
2821 /**
2822  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2823  * @memcg: memcg to uncharge
2824  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2825  */
2826 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2827                                  unsigned int nr_pages)
2828 {
2829         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2830                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2831
2832         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2833         if (do_memsw_account())
2834                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2835 }
2836 /**
2837  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2838  * @page: page to uncharge
2839  * @order: allocation order
2840  */
2841 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2842 {
2843         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2844         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2845
2846         if (!memcg)
2847                 return;
2848
2849         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2850         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2851         page->mem_cgroup = NULL;
2852
2853         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2854         if (PageKmemcg(page))
2855                 __ClearPageKmemcg(page);
2856
2857         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2858 }
2859 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2860
2861 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2862
2863 /*
2864  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2865  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2866  */
2867 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2868 {
2869         int i;
2870
2871         if (mem_cgroup_disabled())
2872                 return;
2873
2874         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2875                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2876
2877         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2878 }
2879 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2880
2881 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2882 /**
2883  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2884  * @entry: swap entry to be moved
2885  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2886  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2887  *
2888  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2889  * as the mem_cgroup's id of @from.
2890  *
2891  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2892  *
2893  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2894  * both res and memsw, and called css_get().
2895  */
2896 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2897                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2898 {
2899         unsigned short old_id, new_id;
2900
2901         old_id = mem_cgroup_id(from);
2902         new_id = mem_cgroup_id(to);
2903
2904         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2905                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2906                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2907                 return 0;
2908         }
2909         return -EINVAL;
2910 }
2911 #else
2912 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2913                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2914 {
2915         return -EINVAL;
2916 }
2917 #endif
2918
2919 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2920
2921 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2922                                  unsigned long max, bool memsw)
2923 {
2924         bool enlarge = false;
2925         bool drained = false;
2926         int ret;
2927         bool limits_invariant;
2928         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2929
2930         do {
2931                 if (signal_pending(current)) {
2932                         ret = -EINTR;
2933                         break;
2934                 }
2935
2936                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2937                 /*
2938                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2939                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2940                  */
2941                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2942                                            max <= memcg->memsw.max;
2943                 if (!limits_invariant) {
2944                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2945                         ret = -EINVAL;
2946                         break;
2947                 }
2948                 if (max > counter->max)
2949                         enlarge = true;
2950                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2951                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2952
2953                 if (!ret)
2954                         break;
2955
2956                 if (!drained) {
2957                         drain_all_stock(memcg);
2958                         drained = true;
2959                         continue;
2960                 }
2961
2962                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2963                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2964                         ret = -EBUSY;
2965                         break;
2966                 }
2967         } while (true);
2968
2969         if (!ret && enlarge)
2970                 memcg_oom_recover(memcg);
2971
2972         return ret;
2973 }
2974
2975 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2976                                             gfp_t gfp_mask,
2977                                             unsigned long *total_scanned)
2978 {
2979         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2980         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2981         unsigned long reclaimed;
2982         int loop = 0;
2983         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2984         unsigned long excess;
2985         unsigned long nr_scanned;
2986
2987         if (order > 0)
2988                 return 0;
2989
2990         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2991
2992         /*
2993          * Do not even bother to check the largest node if the root
2994          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2995          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2996          */
2997         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2998                 return 0;
2999
3000         /*
3001          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3002          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3003          * pressure
3004          */
3005         do {
3006                 if (next_mz)
3007                         mz = next_mz;
3008                 else
3009                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3010                 if (!mz)
3011                         break;
3012
3013                 nr_scanned = 0;
3014                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3015                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3016                 nr_reclaimed += reclaimed;
3017                 *total_scanned += nr_scanned;
3018                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3019                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3020
3021                 /*
3022                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3023                  * it is time to move on to the next cgroup
3024                  */
3025                 next_mz = NULL;
3026                 if (!reclaimed)
3027                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3028
3029                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3030                 /*
3031                  * One school of thought says that we should not add
3032                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3033                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3034                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3035                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3036                  * term TODO.
3037                  */
3038                 /* If excess == 0, no tree ops */
3039                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3040                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3041                 css_put(&mz->memcg->css);
3042                 loop++;
3043                 /*
3044                  * Could not reclaim anything and there are no more
3045                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3046                  * reclaiming anything.
3047                  */
3048                 if (!nr_reclaimed &&
3049                         (next_mz == NULL ||
3050                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3051                         break;
3052         } while (!nr_reclaimed);
3053         if (next_mz)
3054                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3055         return nr_reclaimed;
3056 }
3057
3058 /*
3059  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3060  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3061  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3062  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3063  */
3064 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3065 {
3066         bool ret;
3067
3068         rcu_read_lock();
3069         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3070         rcu_read_unlock();
3071         return ret;
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3076  *
3077  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3078  */
3079 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3080 {
3081         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3082
3083         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3084         lru_add_drain_all();
3085
3086         drain_all_stock(memcg);
3087
3088         /* try to free all pages in this cgroup */
3089         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3090                 int progress;
3091
3092                 if (signal_pending(current))
3093                         return -EINTR;
3094
3095                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3096                                                         GFP_KERNEL, true);
3097                 if (!progress) {
3098                         nr_retries--;
3099                         /* maybe some writeback is necessary */
3100                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3101                 }
3102
3103         }
3104
3105         return 0;
3106 }
3107
3108 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3109                                             char *buf, size_t nbytes,
3110                                             loff_t off)
3111 {
3112         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3113
3114         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3115                 return -EINVAL;
3116         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3117 }
3118
3119 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3120                                      struct cftype *cft)
3121 {
3122         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3123 }
3124
3125 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3126                                       struct cftype *cft, u64 val)
3127 {
3128         int retval = 0;
3129         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3130         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3131
3132         if (memcg->use_hierarchy == val)
3133                 return 0;
3134
3135         /*
3136          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3137          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3138          * occur, provided the current cgroup has no children.
3139          *
3140          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3141          * set if there are no children.
3142          */
3143         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3144                                 (val == 1 || val == 0)) {
3145                 if (!memcg_has_children(memcg))
3146                         memcg->use_hierarchy = val;
3147                 else
3148                         retval = -EBUSY;
3149         } else
3150                 retval = -EINVAL;
3151
3152         return retval;
3153 }
3154
3155 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3156 {
3157         unsigned long val;
3158
3159         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3160                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3161                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3162                 if (swap)
3163                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3164         } else {
3165                 if (!swap)
3166                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3167                 else
3168                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3169         }
3170         return val;
3171 }
3172
3173 enum {
3174         RES_USAGE,
3175         RES_LIMIT,
3176         RES_MAX_USAGE,
3177         RES_FAILCNT,
3178         RES_SOFT_LIMIT,
3179 };
3180
3181 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3182                                struct cftype *cft)
3183 {
3184         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3185         struct page_counter *counter;
3186
3187         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3188         case _MEM:
3189                 counter = &memcg->memory;
3190                 break;
3191         case _MEMSWAP:
3192                 counter = &memcg->memsw;
3193                 break;
3194         case _KMEM:
3195                 counter = &memcg->kmem;
3196                 break;
3197         case _TCP:
3198                 counter = &memcg->tcpmem;
3199                 break;
3200         default:
3201                 BUG();
3202         }
3203
3204         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3205         case RES_USAGE:
3206                 if (counter == &memcg->memory)
3207                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3208                 if (counter == &memcg->memsw)
3209                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3210                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3211         case RES_LIMIT:
3212                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3213         case RES_MAX_USAGE:
3214                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3215         case RES_FAILCNT:
3216                 return counter->failcnt;
3217         case RES_SOFT_LIMIT:
3218                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3219         default:
3220                 BUG();
3221         }
3222 }
3223
3224 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3225 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3226 {
3227         int memcg_id;
3228
3229         if (cgroup_memory_nokmem)
3230                 return 0;
3231
3232         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3233         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3234
3235         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3236         if (memcg_id < 0)
3237                 return memcg_id;
3238
3239         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3240         /*
3241          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3242          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3243          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3244          * patched.
3245          */
3246         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3247         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3248         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3249
3250         return 0;
3251 }
3252
3253 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3254 {
3255         struct cgroup_subsys_state *css;
3256         struct mem_cgroup *parent, *child;
3257         int kmemcg_id;
3258
3259         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3260                 return;
3261         /*
3262          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3263          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3264          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3265          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3266          */
3267         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3268
3269         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3270         if (!parent)
3271                 parent = root_mem_cgroup;
3272
3273         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3274
3275         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3276         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3277
3278         /*
3279          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3280          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3281          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3282          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3283          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3284          * memcg_drain_all_list_lrus().
3285          */
3286         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3287         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3288                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3289                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3290                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3291                 if (!memcg->use_hierarchy)
3292                         break;
3293         }
3294         rcu_read_unlock();
3295
3296         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3297
3298         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3299 }
3300
3301 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3302 {
3303         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3304         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3305                 memcg_offline_kmem(memcg);
3306
3307         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3308                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3309                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3310         }
3311 }
3312 #else
3313 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3314 {
3315         return 0;
3316 }
3317 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3318 {
3319 }
3320 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3321 {
3322 }
3323 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3324
3325 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3326                                  unsigned long max)
3327 {
3328         int ret;
3329
3330         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3331         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3332         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3333         return ret;
3334 }
3335
3336 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3337 {
3338         int ret;
3339
3340         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3341
3342         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3343         if (ret)
3344                 goto out;
3345
3346         if (!memcg->tcpmem_active) {
3347                 /*
3348                  * The active flag needs to be written after the static_key
3349                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3350                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3351                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3352                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3353                  *
3354                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3355                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3356                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3357                  * yet, we'll lose accounting.
3358                  *
3359                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3360                  * because when this value change, the code to process it is not
3361                  * patched in yet.
3362                  */
3363                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3364                 memcg->tcpmem_active = true;
3365         }
3366 out:
3367         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3368         return ret;
3369 }
3370
3371 /*
3372  * The user of this function is...
3373  * RES_LIMIT.
3374  */
3375 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3376                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3377 {
3378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3379         unsigned long nr_pages;
3380         int ret;
3381
3382         buf = strstrip(buf);
3383         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3384         if (ret)
3385                 return ret;
3386
3387         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3388         case RES_LIMIT:
3389                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3390                         ret = -EINVAL;
3391                         break;
3392                 }
3393                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3394                 case _MEM:
3395                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3396                         break;
3397                 case _MEMSWAP:
3398                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3399                         break;
3400                 case _KMEM:
3401                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3402                         break;
3403                 case _TCP:
3404                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3405                         break;
3406                 }
3407                 break;
3408         case RES_SOFT_LIMIT:
3409                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3410                 ret = 0;
3411                 break;
3412         }
3413         return ret ?: nbytes;
3414 }
3415
3416 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3417                                 size_t nbytes, loff_t off)
3418 {
3419         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3420         struct page_counter *counter;
3421
3422         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3423         case _MEM:
3424                 counter = &memcg->memory;
3425                 break;
3426         case _MEMSWAP:
3427                 counter = &memcg->memsw;
3428                 break;
3429         case _KMEM:
3430                 counter = &memcg->kmem;
3431                 break;
3432         case _TCP:
3433                 counter = &memcg->tcpmem;
3434                 break;
3435         default:
3436                 BUG();
3437         }
3438
3439         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3440         case RES_MAX_USAGE:
3441                 page_counter_reset_watermark(counter);
3442                 break;
3443         case RES_FAILCNT:
3444                 counter->failcnt = 0;
3445                 break;
3446         default:
3447                 BUG();
3448         }
3449
3450         return nbytes;
3451 }
3452
3453 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3454                                         struct cftype *cft)
3455 {
3456         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3457 }
3458
3459 #ifdef CONFIG_MMU
3460 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3461                                         struct cftype *cft, u64 val)
3462 {
3463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3464
3465         if (val & ~MOVE_MASK)
3466                 return -EINVAL;
3467
3468         /*
3469          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3470          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3471          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3472          * affect task migrations starting after the change.
3473          */
3474         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3475         return 0;
3476 }
3477 #else
3478 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3479                                         struct cftype *cft, u64 val)
3480 {
3481         return -ENOSYS;
3482 }
3483 #endif
3484
3485 #ifdef CONFIG_NUMA
3486
3487 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3488 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3489 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3490
3491 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3492                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3493 {
3494         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3495         unsigned long nr = 0;
3496         enum lru_list lru;
3497
3498         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3499
3500         for_each_lru(lru) {
3501                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3502                         continue;
3503                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3504         }
3505         return nr;
3506 }
3507
3508 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3509                                              unsigned int lru_mask)
3510 {
3511         unsigned long nr = 0;
3512         enum lru_list lru;
3513
3514         for_each_lru(lru) {
3515                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3516                         continue;
3517                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3518         }
3519         return nr;
3520 }
3521
3522 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3523 {
3524         struct numa_stat {
3525                 const char *name;
3526                 unsigned int lru_mask;
3527         };
3528
3529         static const struct numa_stat stats[] = {
3530                 { "total", LRU_ALL },
3531                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3532                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3533                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3534         };
3535         const struct numa_stat *stat;
3536         int nid;
3537         unsigned long nr;
3538         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3539
3540         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3541                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3542                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3543                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3544                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3545                                                           stat->lru_mask);
3546                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3547                 }
3548                 seq_putc(m, '\n');
3549         }
3550
3551         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3552                 struct mem_cgroup *iter;
3553
3554                 nr = 0;
3555                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3556                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3557                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3558                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3559                         nr = 0;
3560                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3561                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3562                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3563                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3564                 }
3565                 seq_putc(m, '\n');
3566         }
3567
3568         return 0;
3569 }
3570 #endif /* CONFIG_NUMA */
3571
3572 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3573         MEMCG_CACHE,
3574         MEMCG_RSS,
3575         MEMCG_RSS_HUGE,
3576         NR_SHMEM,
3577         NR_FILE_MAPPED,
3578         NR_FILE_DIRTY,
3579         NR_WRITEBACK,
3580         MEMCG_SWAP,
3581 };
3582
3583 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3584         "cache",
3585         "rss",
3586         "rss_huge",
3587         "shmem",
3588         "mapped_file",
3589         "dirty",
3590         "writeback",
3591         "swap",
3592 };
3593
3594 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3595 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3596         PGPGIN,
3597         PGPGOUT,
3598         PGFAULT,
3599         PGMAJFAULT,
3600 };
3601
3602 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3603         "pgpgin",
3604         "pgpgout",
3605         "pgfault",
3606         "pgmajfault",
3607 };
3608
3609 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3610 {
3611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3612         unsigned long memory, memsw;
3613         struct mem_cgroup *mi;
3614         unsigned int i;
3615
3616         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3617         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3618
3619         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3620                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3621                         continue;
3622                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3623                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3624                            PAGE_SIZE);
3625         }
3626
3627         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3628                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3629                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3630
3631         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3632                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3633                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3634                            PAGE_SIZE);
3635
3636         /* Hierarchical information */
3637         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3638         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3639                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3640                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3641         }
3642         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3643                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3644         if (do_memsw_account())
3645                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3646                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3647
3648         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3649                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3650                         continue;
3651                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3652                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3653                            PAGE_SIZE);
3654         }
3655
3656         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3657                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3658                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3659
3660         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3661                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3662                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3663                            PAGE_SIZE);
3664
3665 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3666         {
3667                 pg_data_t *pgdat;
3668                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3669                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3670                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3671                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3672
3673                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3674                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3675                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3676
3677                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3678                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3679                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3680                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3681                 }
3682                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3683                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3684                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3685                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3686         }
3687 #endif
3688
3689         return 0;
3690 }
3691
3692 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3693                                       struct cftype *cft)
3694 {
3695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3696
3697         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3698 }
3699
3700 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3701                                        struct cftype *cft, u64 val)
3702 {
3703         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3704
3705         if (val > 100)
3706                 return -EINVAL;
3707
3708         if (css->parent)
3709                 memcg->swappiness = val;
3710         else
3711                 vm_swappiness = val;
3712
3713         return 0;
3714 }
3715
3716 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3717 {
3718         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3719         unsigned long usage;
3720         int i;
3721
3722         rcu_read_lock();
3723         if (!swap)
3724                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3725         else
3726                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3727
3728         if (!t)
3729                 goto unlock;
3730
3731         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3732
3733         /*
3734          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3735          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3736          * call of __mem_cgroup_threshold().
3737          */
3738         i = t->current_threshold;
3739
3740         /*
3741          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3742          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3743          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3744          * only one element of the array here.
3745          */
3746         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3747                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3748
3749         /* i = current_threshold + 1 */
3750         i++;
3751
3752         /*
3753          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3754          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3755          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3756          * only one element of the array here.
3757          */
3758         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3759                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3760
3761         /* Update current_threshold */
3762         t->current_threshold = i - 1;
3763 unlock:
3764         rcu_read_unlock();
3765 }
3766
3767 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3768 {
3769         while (memcg) {
3770                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3771                 if (do_memsw_account())
3772                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3773
3774                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3775         }
3776 }
3777
3778 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3779 {
3780         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3781         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3782
3783         if (_a->threshold > _b->threshold)
3784                 return 1;
3785
3786         if (_a->threshold < _b->threshold)
3787                 return -1;
3788
3789         return 0;
3790 }
3791
3792 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3793 {
3794         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3795
3796         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3797
3798         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3799                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3800
3801         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3802         return 0;
3803 }
3804
3805 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3806 {
3807         struct mem_cgroup *iter;
3808
3809         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3810                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3811 }
3812
3813 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3814         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3815 {
3816         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3817         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3818         unsigned long threshold;
3819         unsigned long usage;
3820         int i, size, ret;
3821
3822         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3823         if (ret)
3824                 return ret;
3825
3826         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3827
3828         if (type == _MEM) {
3829                 thresholds = &memcg->thresholds;
3830                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3831         } else if (type == _MEMSWAP) {
3832                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3833                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3834         } else
3835                 BUG();
3836
3837         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3838         if (thresholds->primary)
3839                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3840
3841         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3842
3843         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3844         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3845         if (!new) {
3846                 ret = -ENOMEM;
3847                 goto unlock;
3848         }
3849         new->size = size;
3850
3851         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3852         if (thresholds->primary) {
3853                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3854                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3855         }
3856
3857         /* Add new threshold */
3858         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3859         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3860
3861         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3862         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3863                         compare_thresholds, NULL);
3864
3865         /* Find current threshold */
3866         new->current_threshold = -1;
3867         for (i = 0; i < size; i++) {
3868                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3869                         /*
3870                          * new->current_threshold will not be used until
3871                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3872                          * it here.
3873                          */
3874                         ++new->current_threshold;
3875                 } else
3876                         break;
3877         }
3878
3879         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3880         kfree(thresholds->spare);
3881         thresholds->spare = thresholds->primary;
3882
3883         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3884
3885         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3886         synchronize_rcu();
3887
3888 unlock:
3889         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3890
3891         return ret;
3892 }
3893
3894 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3895         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3896 {
3897         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3898 }
3899
3900 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3901         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3902 {
3903         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3904 }
3905
3906 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3907         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3908 {
3909         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3910         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3911         unsigned long usage;
3912         int i, j, size;
3913
3914         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3915
3916         if (type == _MEM) {
3917                 thresholds = &memcg->thresholds;
3918                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3919         } else if (type == _MEMSWAP) {
3920                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3921                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3922         } else
3923                 BUG();
3924
3925         if (!thresholds->primary)
3926                 goto unlock;
3927
3928         /* Check if a threshold crossed before removing */
3929         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3930
3931         /* Calculate new number of threshold */
3932         size = 0;
3933         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3934                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3935                         size++;
3936         }
3937
3938         new = thresholds->spare;
3939
3940         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3941         if (!size) {
3942                 kfree(new);
3943                 new = NULL;
3944                 goto swap_buffers;
3945         }
3946
3947         new->size = size;
3948
3949         /* Copy thresholds and find current threshold */
3950         new->current_threshold = -1;
3951         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3952                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3953                         continue;
3954
3955                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3956                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3957                         /*
3958                          * new->current_threshold will not be used
3959                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3960                          * it here.
3961                          */
3962                         ++new->current_threshold;
3963                 }
3964                 j++;
3965         }
3966
3967 swap_buffers:
3968         /* Swap primary and spare array */
3969         thresholds->spare = thresholds->primary;
3970
3971         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3972
3973         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3974         synchronize_rcu();
3975
3976         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3977         if (!new) {
3978                 kfree(thresholds->spare);
3979                 thresholds->spare = NULL;
3980         }
3981 unlock:
3982         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3983 }
3984
3985 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3986         struct eventfd_ctx *eventfd)
3987 {
3988         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3989 }
3990
3991 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3992         struct eventfd_ctx *eventfd)
3993 {
3994         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3995 }
3996
3997 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3998         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3999 {
4000         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4001
4002         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4003         if (!event)
4004                 return -ENOMEM;
4005
4006         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4007
4008         event->eventfd = eventfd;
4009         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4010
4011         /* already in OOM ? */
4012         if (memcg->under_oom)
4013                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4014         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4015
4016         return 0;
4017 }
4018
4019 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4020         struct eventfd_ctx *eventfd)
4021 {
4022         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4023
4024         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4025
4026         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4027                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4028                         list_del(&ev->list);
4029                         kfree(ev);
4030                 }
4031         }
4032
4033         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4034 }
4035
4036 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4037 {
4038         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4039
4040         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4041         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4042         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4043                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4044         return 0;
4045 }
4046
4047 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4048         struct cftype *cft, u64 val)
4049 {
4050         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4051
4052         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4053         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4054                 return -EINVAL;
4055
4056         memcg->oom_kill_disable = val;
4057         if (!val)
4058                 memcg_oom_recover(memcg);
4059
4060         return 0;
4061 }
4062
4063 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4064
4065 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4066 {
4067         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4068 }
4069
4070 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4071 {
4072         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4073 }
4074
4075 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4076 {
4077         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4078 }
4079
4080 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4081 {
4082         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4083
4084         if (!memcg->css.parent)
4085                 return NULL;
4086
4087         return &memcg->cgwb_domain;
4088 }
4089
4090 /*
4091  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4092  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4093  */
4094 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4095 {
4096         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4097         int cpu;
4098
4099         for_each_online_cpu(cpu)
4100                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4101         if (x < 0)
4102                 x = 0;
4103         return x;
4104 }
4105
4106 /**
4107  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4108  * @wb: bdi_writeback in question
4109  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4110  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4111  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4112  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4113  *
4114  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4115  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4116  * is a bit more involved.
4117  *
4118  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4119  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4120  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4121  * available memory in the system.  The caller should further cap
4122  * *@pheadroom accordingly.
4123  */
4124 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4125                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4126                          unsigned long *pwriteback)
4127 {
4128         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4129         struct mem_cgroup *parent;
4130
4131         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4132
4133         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4134         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4135         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4136                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4137         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4138
4139         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4140                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4141                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4142
4143                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4144                 memcg = parent;
4145         }
4146 }
4147
4148 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4149
4150 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4151 {
4152         return 0;
4153 }
4154
4155 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4156 {
4157 }
4158
4159 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4160 {
4161 }
4162
4163 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4164
4165 /*
4166  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4167  *
4168  * "cgroup.event_control" implementation.
4169  *
4170  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4171  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4172  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4173  *
4174  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4175  * possible.
4176  */
4177
4178 /*
4179  * Unregister event and free resources.
4180  *
4181  * Gets called from workqueue.
4182  */
4183 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4184 {
4185         struct mem_cgroup_event *event =
4186                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4187         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4188
4189         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4190
4191         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4192
4193         /* Notify userspace the event is going away. */
4194         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4195
4196         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4197         kfree(event);
4198         css_put(&memcg->css);
4199 }
4200
4201 /*
4202  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4203  *
4204  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4205  */
4206 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4207                             int sync, void *key)
4208 {
4209         struct mem_cgroup_event *event =
4210                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4211         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4212         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4213
4214         if (flags & EPOLLHUP) {
4215                 /*
4216                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4217                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4218                  * for us.
4219                  *
4220                  * We can't race against event freeing since the other
4221                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4222                  * which we hold.
4223                  */
4224                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4225                 if (!list_empty(&event->list)) {
4226                         list_del_init(&event->list);
4227                         /*
4228                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4229                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4230                          */
4231                         schedule_work(&event->remove);
4232                 }
4233                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4234         }
4235
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4240                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4241 {
4242         struct mem_cgroup_event *event =
4243                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4244
4245         event->wqh = wqh;
4246         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4247 }
4248
4249 /*
4250  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4251  *
4252  * Parse input and register new cgroup event handler.
4253  *
4254  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4255  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4256  */
4257 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4258                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4259 {
4260         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4261         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4262         struct mem_cgroup_event *event;
4263         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4264         unsigned int efd, cfd;
4265         struct fd efile;
4266         struct fd cfile;
4267         const char *name;
4268         char *endp;
4269         int ret;
4270
4271         buf = strstrip(buf);
4272
4273         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4274         if (*endp != ' ')
4275                 return -EINVAL;
4276         buf = endp + 1;
4277
4278         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4279         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4280                 return -EINVAL;
4281         buf = endp + 1;
4282
4283         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4284         if (!event)
4285                 return -ENOMEM;
4286
4287         event->memcg = memcg;
4288         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4289         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4290         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4291         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4292
4293         efile = fdget(efd);
4294         if (!efile.file) {
4295                 ret = -EBADF;
4296                 goto out_kfree;
4297         }
4298
4299         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4300         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4301                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4302                 goto out_put_efile;
4303         }
4304
4305         cfile = fdget(cfd);
4306         if (!cfile.file) {
4307                 ret = -EBADF;
4308                 goto out_put_eventfd;
4309         }
4310
4311         /* the process need read permission on control file */
4312         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4313         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4314         if (ret < 0)
4315                 goto out_put_cfile;
4316
4317         /*
4318          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4319          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4320          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4321          * is for compatibility anyway.
4322          *
4323          * DO NOT ADD NEW FILES.
4324          */
4325         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4326
4327         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4328                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4329                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4330         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4331                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4332                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4333         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4334                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4335                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4336         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4337                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4338                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4339         } else {
4340                 ret = -EINVAL;
4341                 goto out_put_cfile;
4342         }
4343
4344         /*
4345          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4346          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4347          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4348          */
4349         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4350                                                &memory_cgrp_subsys);
4351         ret = -EINVAL;
4352         if (IS_ERR(cfile_css))
4353                 goto out_put_cfile;
4354         if (cfile_css != css) {
4355                 css_put(cfile_css);
4356                 goto out_put_cfile;
4357         }
4358
4359         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4360         if (ret)
4361                 goto out_put_css;
4362
4363         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4364
4365         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4366         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4367         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4368
4369         fdput(cfile);
4370         fdput(efile);
4371
4372         return nbytes;
4373
4374 out_put_css:
4375         css_put(css);
4376 out_put_cfile:
4377         fdput(cfile);
4378 out_put_eventfd:
4379         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4380 out_put_efile:
4381         fdput(efile);
4382 out_kfree:
4383         kfree(event);
4384
4385         return ret;
4386 }
4387
4388 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4389         {
4390                 .name = "usage_in_bytes",
4391                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4392                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4393         },
4394         {
4395                 .name = "max_usage_in_bytes",
4396                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4397                 .write = mem_cgroup_reset,
4398                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4399         },
4400         {
4401                 .name = "limit_in_bytes",
4402                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4403                 .write = mem_cgroup_write,
4404                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4405         },
4406         {
4407                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4408                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4409                 .write = mem_cgroup_write,
4410                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4411         },
4412         {
4413                 .name = "failcnt",
4414                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4415                 .write = mem_cgroup_reset,
4416                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4417         },
4418         {
4419                 .name = "stat",
4420                 .seq_show = memcg_stat_show,
4421         },
4422         {
4423                 .name = "force_empty",
4424                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4425         },
4426         {
4427                 .name = "use_hierarchy",
4428                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4429                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4430         },
4431         {
4432                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4433                 .write = memcg_write_event_control,
4434                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4435         },
4436         {
4437                 .name = "swappiness",
4438                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4439                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4440         },
4441         {
4442                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4443                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4444                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4445         },
4446         {
4447                 .name = "oom_control",
4448                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4449                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4450                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4451         },
4452         {
4453                 .name = "pressure_level",
4454         },
4455 #ifdef CONFIG_NUMA
4456         {
4457                 .name = "numa_stat",
4458                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4459         },
4460 #endif
4461         {
4462                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4463                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4464                 .write = mem_cgroup_write,
4465                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4466         },
4467         {
4468                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4469                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4470                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4471         },
4472         {
4473                 .name = "kmem.failcnt",
4474                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4475                 .write = mem_cgroup_reset,
4476                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4477         },
4478         {
4479                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4480                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4481                 .write = mem_cgroup_reset,
4482                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4483         },
4484 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4485         {
4486                 .name = "kmem.slabinfo",
4487                 .seq_start = memcg_slab_start,
4488                 .seq_next = memcg_slab_next,
4489                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4490                 .seq_show = memcg_slab_show,
4491         },
4492 #endif
4493         {
4494                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4495                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4496                 .write = mem_cgroup_write,
4497                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4498         },
4499         {
4500                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4501                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4502                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4503         },
4504         {
4505                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4506                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4507                 .write = mem_cgroup_reset,
4508                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4509         },
4510         {
4511                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4512                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4513                 .write = mem_cgroup_reset,
4514                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4515         },
4516         { },    /* terminate */
4517 };
4518
4519 /*
4520  * Private memory cgroup IDR
4521  *
4522  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4523  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4524  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4525  * memory-controlled cgroups to 64k.
4526  *
4527  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4528  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4529  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4530  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4531  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4532  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4533  *
4534  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4535  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4536  * when the CSS is offlined.
4537  *
4538  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4539  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4540  * those references are manageable from userspace.
4541  */
4542
4543 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4544
4545 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4546 {
4547         if (memcg->id.id > 0) {
4548                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4549                 memcg->id.id = 0;
4550         }
4551 }
4552
4553 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4554 {
4555         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4556 }
4557
4558 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4559 {
4560         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4561                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4562
4563                 /* Memcg ID pins CSS */
4564                 css_put(&memcg->css);
4565         }
4566 }
4567
4568 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4569 {
4570         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4571 }
4572
4573 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4574 {
4575         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4576 }
4577
4578 /**
4579  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4580  * @id: the memcg id to look up
4581  *
4582  * Caller must hold rcu_read_lock().
4583  */
4584 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4585 {
4586         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4587         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4588 }
4589
4590 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4591 {
4592         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4593         int tmp = node;
4594         /*
4595          * This routine is called against possible nodes.
4596          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4597          *
4598          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4599          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4600          *       function.
4601          */
4602         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4603                 tmp = -1;
4604         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4605         if (!pn)
4606                 return 1;
4607
4608         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4609         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4610                 kfree(pn);
4611                 return 1;
4612         }
4613
4614         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4615         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4616                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4617                 kfree(pn);
4618                 return 1;
4619         }
4620
4621         lruvec_init(&pn->lruvec);
4622         pn->usage_in_excess = 0;
4623         pn->on_tree = false;
4624         pn->memcg = memcg;
4625
4626         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4627         return 0;
4628 }
4629
4630 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4631 {
4632         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4633
4634         if (!pn)
4635                 return;
4636
4637         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4638         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4639         kfree(pn);
4640 }
4641
4642 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4643 {
4644         int node;
4645
4646         for_each_node(node)
4647                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4648         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4649         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4650         kfree(memcg);
4651 }
4652
4653 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4654 {
4655         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4656         __mem_cgroup_free(memcg);
4657 }
4658
4659 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4660 {
4661         struct mem_cgroup *memcg;
4662         unsigned int size;
4663         int node;
4664
4665         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4666         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4667
4668         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4669         if (!memcg)
4670                 return NULL;
4671
4672         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4673                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4674                                  GFP_KERNEL);
4675         if (memcg->id.id < 0)
4676                 goto fail;
4677
4678         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4679         if (!memcg->vmstats_local)
4680                 goto fail;
4681
4682         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4683         if (!memcg->vmstats_percpu)
4684                 goto fail;
4685
4686         for_each_node(node)
4687                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4688                         goto fail;
4689
4690         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4691                 goto fail;
4692
4693         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4694         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4695         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4696         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4697         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4698         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4699         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4700         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4701         memcg->socket_pressure = jiffies;
4702 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4703         memcg->kmemcg_id = -1;
4704 #endif
4705 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4706         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4707 #endif
4708         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4709         return memcg;
4710 fail:
4711         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4712         __mem_cgroup_free(memcg);
4713         return NULL;
4714 }
4715
4716 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4717 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4718 {
4719         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4720         struct mem_cgroup *memcg;
4721         long error = -ENOMEM;
4722
4723         memcg = mem_cgroup_alloc();
4724         if (!memcg)
4725                 return ERR_PTR(error);
4726
4727         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4728         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4729         if (parent) {
4730                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4731                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4732         }
4733         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4734                 memcg->use_hierarchy = true;
4735                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4736                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4737                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4738                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4739                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4740         } else {
4741                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4742                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4743                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4744                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4745                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4746                 /*
4747                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4748                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4749                  * unfortunate state in our controller.
4750                  */
4751                 if (parent != root_mem_cgroup)
4752                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4753         }
4754
4755         /* The following stuff does not apply to the root */
4756         if (!parent) {
4757 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4758                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
4759 #endif
4760                 root_mem_cgroup = memcg;
4761                 return &memcg->css;
4762         }
4763
4764         error = memcg_online_kmem(memcg);
4765         if (error)
4766                 goto fail;
4767
4768         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4769                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4770
4771         return &memcg->css;
4772 fail:
4773         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4774         mem_cgroup_free(memcg);
4775         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4776 }
4777
4778 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4779 {
4780         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4781
4782         /*
4783          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4784          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4785          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4786          */
4787         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4788                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4789                 return -ENOMEM;
4790         }
4791
4792         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4793         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4794         css_get(css);
4795         return 0;
4796 }
4797
4798 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4799 {
4800         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4801         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4802
4803         /*
4804          * Unregister events and notify userspace.
4805          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4806          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4807          */
4808         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4809         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4810                 list_del_init(&event->list);
4811                 schedule_work(&event->remove);
4812         }
4813         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4814
4815         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4816         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4817
4818         memcg_offline_kmem(memcg);
4819         wb_memcg_offline(memcg);
4820
4821         drain_all_stock(memcg);
4822
4823         mem_cgroup_id_put(memcg);
4824 }
4825
4826 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4827 {
4828         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4829
4830         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4831 }
4832
4833 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4834 {
4835         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4836
4837         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4838                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4839
4840         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4841                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4842
4843         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4844         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4845         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4846         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4847         memcg_free_kmem(memcg);
4848         mem_cgroup_free(memcg);
4849 }
4850
4851 /**
4852  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4853  * @css: the target css
4854  *
4855  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4856  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4857  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4858  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4859  * made visible again.
4860  *
4861  * The current implementation only resets the essential configurations.
4862  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4863  */
4864 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4865 {
4866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4867
4868         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4869         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4870         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4871         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4872         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4873         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4874         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4875         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4876         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4877         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4878 }
4879
4880 #ifdef CONFIG_MMU
4881 /* Handlers for move charge at task migration. */
4882 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4883 {
4884         int ret;
4885
4886         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4887         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4888         if (!ret) {
4889                 mc.precharge += count;
4890                 return ret;
4891         }
4892
4893         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4894         while (count--) {
4895                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4896                 if (ret)
4897                         return ret;
4898                 mc.precharge++;
4899                 cond_resched();
4900         }
4901         return 0;
4902 }
4903
4904 union mc_target {
4905         struct page     *page;
4906         swp_entry_t     ent;
4907 };
4908
4909 enum mc_target_type {
4910         MC_TARGET_NONE = 0,
4911         MC_TARGET_PAGE,
4912         MC_TARGET_SWAP,
4913         MC_TARGET_DEVICE,
4914 };
4915
4916 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4917                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4918 {
4919         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4920
4921         if (!page || !page_mapped(page))
4922                 return NULL;
4923         if (PageAnon(page)) {
4924                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4925                         return NULL;
4926         } else {
4927                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4928                         return NULL;
4929         }
4930         if (!get_page_unless_zero(page))
4931                 return NULL;
4932
4933         return page;
4934 }
4935
4936 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4937 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4938                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4939 {
4940         struct page *page = NULL;
4941         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4942
4943         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4944                 return NULL;
4945
4946         /*
4947          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4948          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4949          * as special swap entry in the CPU page table.
4950          */
4951         if (is_device_private_entry(ent)) {
4952                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4953                 /*
4954                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4955                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4956                  */
4957                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4958                         return NULL;
4959                 return page;
4960         }
4961
4962         /*
4963          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4964          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4965          */
4966         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4967         if (do_memsw_account())
4968                 entry->val = ent.val;
4969
4970         return page;
4971 }
4972 #else
4973 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4974                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4975 {
4976         return NULL;
4977 }
4978 #endif
4979
4980 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4981                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4982 {
4983         struct page *page = NULL;
4984         struct address_space *mapping;
4985         pgoff_t pgoff;
4986
4987         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4988                 return NULL;
4989         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4990                 return NULL;
4991
4992         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4993         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4994
4995         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4996 #ifdef CONFIG_SWAP
4997         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4998         if (shmem_mapping(mapping)) {
4999                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5000                 if (xa_is_value(page)) {
5001                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5002                         if (do_memsw_account())
5003                                 *entry = swp;
5004                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5005                                              swp_offset(swp));
5006                 }
5007         } else
5008                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5009 #else
5010         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5011 #endif
5012         return page;
5013 }
5014
5015 /**
5016  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5017  * @page: the page
5018  * @compound: charge the page as compound or small page
5019  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5020  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5021  *
5022  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5023  *
5024  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5025  * from old cgroup.
5026  */
5027 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5028                                    bool compound,
5029                                    struct mem_cgroup *from,
5030                                    struct mem_cgroup *to)
5031 {
5032         unsigned long flags;
5033         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5034         int ret;
5035         bool anon;
5036
5037         VM_BUG_ON(from == to);
5038         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5039         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5040
5041         /*
5042          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5043          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5044          */
5045         ret = -EBUSY;
5046         if (!trylock_page(page))
5047                 goto out;
5048
5049         ret = -EINVAL;
5050         if (page->mem_cgroup != from)
5051                 goto out_unlock;
5052
5053         anon = PageAnon(page);
5054
5055         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5056
5057         if (!anon && page_mapped(page)) {
5058                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5059                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5060         }
5061
5062         /*
5063          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5064          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5065          * So mapping should be stable for dirty pages.
5066          */
5067         if (!anon && PageDirty(page)) {
5068                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5069
5070                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5071                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5072                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5073                 }
5074         }
5075
5076         if (PageWriteback(page)) {
5077                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5078                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5079         }
5080
5081         /*
5082          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5083          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5084          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5085          */
5086
5087         /* caller should have done css_get */
5088         page->mem_cgroup = to;
5089         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5090
5091         ret = 0;
5092
5093         local_irq_disable();
5094         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5095         memcg_check_events(to, page);
5096         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5097         memcg_check_events(from, page);
5098         local_irq_enable();
5099 out_unlock:
5100         unlock_page(page);
5101 out:
5102         return ret;
5103 }
5104
5105 /**
5106  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5107  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5108  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5109  * @ptent: the pte to be checked
5110  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5111  *
5112  * Returns
5113  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5114  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5115  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5116  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5117  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5118  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5119  *     in target->ent.
5120  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5121  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5122  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5123  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5124  *     regular page.
5125  *
5126  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5127  *
5128  * Called with pte lock held.
5129  */
5130
5131 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5132                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5133 {
5134         struct page *page = NULL;
5135         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5136         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5137
5138         if (pte_present(ptent))
5139                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5140         else if (is_swap_pte(ptent))
5141                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5142         else if (pte_none(ptent))
5143                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5144
5145         if (!page && !ent.val)
5146                 return ret;
5147         if (page) {
5148                 /*
5149                  * Do only loose check w/o serialization.
5150                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5151                  * not under LRU exclusion.
5152                  */
5153                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5154                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5155                         if (is_device_private_page(page))
5156                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5157                         if (target)
5158                                 target->page = page;
5159                 }
5160                 if (!ret || !target)
5161                         put_page(page);
5162         }
5163         /*
5164          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5165          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5166          */
5167         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5168             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5169                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5170                 if (target)
5171                         target->ent = ent;
5172         }
5173         return ret;
5174 }
5175
5176 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5177 /*
5178  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5179  * not support them for now.
5180  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5181  */
5182 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5183                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5184 {
5185         struct page *page = NULL;
5186         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5187
5188         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5189                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5190                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5191                 return ret;
5192         }
5193         page = pmd_page(pmd);
5194         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5195         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5196                 return ret;
5197         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5198                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5199                 if (target) {
5200                         get_page(page);
5201                         target->page = page;
5202                 }
5203         }
5204         return ret;
5205 }
5206 #else
5207 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5208                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5209 {
5210         return MC_TARGET_NONE;
5211 }
5212 #endif
5213
5214 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5215                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5216                                         struct mm_walk *walk)
5217 {
5218         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5219         pte_t *pte;
5220         spinlock_t *ptl;
5221
5222         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5223         if (ptl) {
5224                 /*
5225                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5226                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5227                  * this might change.
5228                  */
5229                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5230                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5231                 spin_unlock(ptl);
5232                 return 0;
5233         }
5234
5235         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5236                 return 0;
5237         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5238         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5239                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5240                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5241         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5242         cond_resched();
5243
5244         return 0;
5245 }
5246
5247 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5248 {
5249         unsigned long precharge;
5250
5251         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5252                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5253                 .mm = mm,
5254         };
5255         down_read(&mm->mmap_sem);
5256         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5257                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5258         up_read(&mm->mmap_sem);
5259
5260         precharge = mc.precharge;
5261         mc.precharge = 0;
5262
5263         return precharge;
5264 }
5265
5266 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5267 {
5268         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5269
5270         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5271         mc.moving_task = current;
5272         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5273 }
5274
5275 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5276 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5277 {
5278         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5279         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5280
5281         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5282         if (mc.precharge) {
5283                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5284                 mc.precharge = 0;
5285         }
5286         /*
5287          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5288          * we must uncharge here.
5289          */
5290         if (mc.moved_charge) {
5291                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5292                 mc.moved_charge = 0;
5293         }
5294         /* we must fixup refcnts and charges */
5295         if (mc.moved_swap) {
5296                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5297                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5298                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5299
5300                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5301
5302                 /*
5303                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5304                  * should uncharge to->memory.
5305                  */
5306                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5307                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5308
5309                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5310                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5311
5312                 mc.moved_swap = 0;
5313         }
5314         memcg_oom_recover(from);
5315         memcg_oom_recover(to);
5316         wake_up_all(&mc.waitq);
5317 }
5318
5319 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5320 {
5321         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5322
5323         /*
5324          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5325          * task migration.
5326          */
5327         mc.moving_task = NULL;
5328         __mem_cgroup_clear_mc();
5329         spin_lock(&mc.lock);
5330         mc.from = NULL;
5331         mc.to = NULL;
5332         mc.mm = NULL;
5333         spin_unlock(&mc.lock);
5334
5335         mmput(mm);
5336 }
5337
5338 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5339 {
5340         struct cgroup_subsys_state *css;
5341         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5342         struct mem_cgroup *from;
5343         struct task_struct *leader, *p;
5344         struct mm_struct *mm;
5345         unsigned long move_flags;
5346         int ret = 0;
5347
5348         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5349         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5350                 return 0;
5351
5352         /*
5353          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5354          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5355          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5356          * multiple.
5357          */
5358         p = NULL;
5359         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5360                 WARN_ON_ONCE(p);
5361                 p = leader;
5362                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5363         }
5364         if (!p)
5365                 return 0;
5366
5367         /*
5368          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5369          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5370          * So we need to save it, and keep it going.
5371          */
5372         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5373         if (!move_flags)
5374                 return 0;
5375
5376         from = mem_cgroup_from_task(p);
5377
5378         VM_BUG_ON(from == memcg);
5379
5380         mm = get_task_mm(p);
5381         if (!mm)
5382                 return 0;
5383         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5384         if (mm->owner == p) {
5385                 VM_BUG_ON(mc.from);
5386                 VM_BUG_ON(mc.to);
5387                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5388                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5389                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5390
5391                 spin_lock(&mc.lock);
5392                 mc.mm = mm;
5393                 mc.from = from;
5394                 mc.to = memcg;
5395                 mc.flags = move_flags;
5396                 spin_unlock(&mc.lock);
5397                 /* We set mc.moving_task later */
5398
5399                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5400                 if (ret)
5401                         mem_cgroup_clear_mc();
5402         } else {
5403                 mmput(mm);
5404         }
5405         return ret;
5406 }
5407
5408 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5409 {
5410         if (mc.to)
5411                 mem_cgroup_clear_mc();
5412 }
5413
5414 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5415                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5416                                 struct mm_walk *walk)
5417 {
5418         int ret = 0;
5419         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5420         pte_t *pte;
5421         spinlock_t *ptl;
5422         enum mc_target_type target_type;
5423         union mc_target target;
5424         struct page *page;
5425
5426         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5427         if (ptl) {
5428                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5429                         spin_unlock(ptl);
5430                         return 0;
5431                 }
5432                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5433                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5434                         page = target.page;
5435                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5436                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5437                                                              mc.from, mc.to)) {
5438                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5439                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5440                                 }
5441                                 putback_lru_page(page);
5442                         }
5443                         put_page(page);
5444                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5445                         page = target.page;
5446                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5447                                                      mc.from, mc.to)) {
5448                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5449                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5450                         }
5451                         put_page(page);
5452                 }
5453                 spin_unlock(ptl);
5454                 return 0;
5455         }
5456
5457         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5458                 return 0;
5459 retry:
5460         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5461         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5462                 pte_t ptent = *(pte++);
5463                 bool device = false;
5464                 swp_entry_t ent;
5465
5466                 if (!mc.precharge)
5467                         break;
5468
5469                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5470                 case MC_TARGET_DEVICE:
5471                         device = true;
5472                         /* fall through */
5473                 case MC_TARGET_PAGE:
5474                         page = target.page;
5475                         /*
5476                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5477                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5478                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5479                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5480                          */
5481                         if (PageTransCompound(page))
5482                                 goto put;
5483                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5484                                 goto put;
5485                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5486                                                 mc.from, mc.to)) {
5487                                 mc.precharge--;
5488                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5489                                 mc.moved_charge++;
5490                         }
5491                         if (!device)
5492                                 putback_lru_page(page);
5493 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5494                         put_page(page);
5495                         break;
5496                 case MC_TARGET_SWAP:
5497                         ent = target.ent;
5498                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5499                                 mc.precharge--;
5500                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5501                                 mc.moved_swap++;
5502                         }
5503                         break;
5504                 default:
5505                         break;
5506                 }
5507         }
5508         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5509         cond_resched();
5510
5511         if (addr != end) {
5512                 /*
5513                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5514                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5515                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5516                  * phase.
5517                  */
5518                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5519                 if (!ret)
5520                         goto retry;
5521         }
5522
5523         return ret;
5524 }
5525
5526 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5527 {
5528         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5529                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5530                 .mm = mc.mm,
5531         };
5532
5533         lru_add_drain_all();
5534         /*
5535          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5536          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5537          * for already started RCU-only updates to finish.
5538          */
5539         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5540         synchronize_rcu();
5541 retry:
5542         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5543                 /*
5544                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5545                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5546                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5547                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5548                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5549                  */
5550                 __mem_cgroup_clear_mc();
5551                 cond_resched();
5552                 goto retry;
5553         }
5554         /*
5555          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5556          * additional charge, the page walk just aborts.
5557          */
5558         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5559
5560         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5561         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5562 }
5563
5564 static void mem_cgroup_move_task(void)
5565 {
5566         if (mc.to) {
5567                 mem_cgroup_move_charge();
5568                 mem_cgroup_clear_mc();
5569         }
5570 }
5571 #else   /* !CONFIG_MMU */
5572 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5573 {
5574         return 0;
5575 }
5576 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5577 {
5578 }
5579 static void mem_cgroup_move_task(void)
5580 {
5581 }
5582 #endif
5583
5584 /*
5585  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5586  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5587  * attempt.
5588  */
5589 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5590 {
5591         /*
5592          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5593          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5594          * on for the root memcg is enough.
5595          */
5596         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5597                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5598         else
5599                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5600 }
5601
5602 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5603 {
5604         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5605                 seq_puts(m, "max\n");
5606         else
5607                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5608
5609         return 0;
5610 }
5611
5612 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5613                                struct cftype *cft)
5614 {
5615         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5616
5617         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5618 }
5619
5620 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5621 {
5622         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5623                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5624 }
5625
5626 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5627                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5628 {
5629         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5630         unsigned long min;
5631         int err;
5632
5633         buf = strstrip(buf);
5634         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5635         if (err)
5636                 return err;
5637
5638         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5639
5640         return nbytes;
5641 }
5642
5643 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5644 {
5645         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5646                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5647 }
5648
5649 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5650                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5651 {
5652         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5653         unsigned long low;
5654         int err;
5655
5656         buf = strstrip(buf);
5657         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5658         if (err)
5659                 return err;
5660
5661         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5662
5663         return nbytes;
5664 }
5665
5666 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5667 {
5668         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5669 }
5670
5671 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5672                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5673 {
5674         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5675         unsigned long nr_pages;
5676         unsigned long high;
5677         int err;
5678
5679         buf = strstrip(buf);
5680         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5681         if (err)
5682                 return err;
5683
5684         memcg->high = high;
5685
5686         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5687         if (nr_pages > high)
5688                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5689                                              GFP_KERNEL, true);
5690
5691         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5692         return nbytes;
5693 }
5694
5695 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5696 {
5697         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5698                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5699 }
5700
5701 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5702                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5703 {
5704         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5705         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5706         bool drained = false;
5707         unsigned long max;
5708         int err;
5709
5710         buf = strstrip(buf);
5711         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5712         if (err)
5713                 return err;
5714
5715         xchg(&memcg->memory.max, max);
5716
5717         for (;;) {
5718                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5719
5720                 if (nr_pages <= max)
5721                         break;
5722
5723                 if (signal_pending(current)) {
5724                         err = -EINTR;
5725                         break;
5726                 }
5727
5728                 if (!drained) {
5729                         drain_all_stock(memcg);
5730                         drained = true;
5731                         continue;
5732                 }
5733
5734                 if (nr_reclaims) {
5735                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5736                                                           GFP_KERNEL, true))
5737                                 nr_reclaims--;
5738                         continue;
5739                 }
5740
5741                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5742                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5743                         break;
5744         }
5745
5746         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5747         return nbytes;
5748 }
5749
5750 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5751 {
5752         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5753         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5754         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5755         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5756         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5757                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5758 }
5759
5760 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5761 {
5762         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5763
5764         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5765         return 0;
5766 }
5767
5768 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5769 {
5770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5771
5772         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5773         return 0;
5774 }
5775
5776 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5777 {
5778         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5779         char *buf;
5780
5781         buf = memory_stat_format(memcg);
5782         if (!buf)
5783                 return -ENOMEM;
5784         seq_puts(m, buf);
5785         kfree(buf);
5786         return 0;
5787 }
5788
5789 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5790 {
5791         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5792
5793         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5794
5795         return 0;
5796 }
5797
5798 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5799                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5800 {
5801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5802         int ret, oom_group;
5803
5804         buf = strstrip(buf);
5805         if (!buf)
5806                 return -EINVAL;
5807
5808         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5809         if (ret)
5810                 return ret;
5811
5812         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5813                 return -EINVAL;
5814
5815         memcg->oom_group = oom_group;
5816
5817         return nbytes;
5818 }
5819
5820 static struct cftype memory_files[] = {
5821         {
5822                 .name = "current",
5823                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5824                 .read_u64 = memory_current_read,
5825         },
5826         {
5827                 .name = "min",
5828                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5829                 .seq_show = memory_min_show,
5830                 .write = memory_min_write,
5831         },
5832         {
5833                 .name = "low",
5834                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5835                 .seq_show = memory_low_show,
5836                 .write = memory_low_write,
5837         },
5838         {
5839                 .name = "high",
5840                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5841                 .seq_show = memory_high_show,
5842                 .write = memory_high_write,
5843         },
5844         {
5845                 .name = "max",
5846                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5847                 .seq_show = memory_max_show,
5848                 .write = memory_max_write,
5849         },
5850         {
5851                 .name = "events",
5852                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5853                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5854                 .seq_show = memory_events_show,
5855         },
5856         {
5857                 .name = "events.local",
5858                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5859                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5860                 .seq_show = memory_events_local_show,
5861         },
5862         {
5863                 .name = "stat",
5864                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5865                 .seq_show = memory_stat_show,
5866         },
5867         {
5868                 .name = "oom.group",
5869                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5870                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5871                 .write = memory_oom_group_write,
5872         },
5873         { }     /* terminate */
5874 };
5875
5876 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5877         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5878         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5879         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5880         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5881         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5882         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5883         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5884         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5885         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5886         .bind = mem_cgroup_bind,
5887         .dfl_cftypes = memory_files,
5888         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5889         .early_init = 0,
5890 };
5891
5892 /**
5893  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5894  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5895  * @memcg: the memory cgroup to check
5896  *
5897  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5898  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5899  *
5900  * Returns one of the following:
5901  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5902  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5903  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5904  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5905  *
5906  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5907  *
5908  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5909  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5910  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5911  *
5912  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5913  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5914  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5915  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5916  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5917  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5918  * protected memory.
5919  *
5920  *                                             low_usage
5921  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5922  *                                        siblings_low_usage
5923  *
5924  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5925  * low_usage = |
5926  *             | 0, otherwise.
5927  *
5928  *
5929  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5930  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5931  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5932  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5933  * distribution.
5934  *
5935  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5936  *
5937  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5938  *    //\\
5939  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5940  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5941  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5942  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5943  *
5944  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5945  * is expected (approximately):
5946  *
5947  *     A/memory.current = 2G
5948  *
5949  *     B/memory.current = 1.3G
5950  *     C/memory.current = 0.6G
5951  *     D/memory.current = 0
5952  *     E/memory.current = 0
5953  *
5954  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5955  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5956  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5957  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5958  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5959  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5960  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5961  */
5962 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5963                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5964 {
5965         struct mem_cgroup *parent;
5966         unsigned long emin, parent_emin;
5967         unsigned long elow, parent_elow;
5968         unsigned long usage;
5969
5970         if (mem_cgroup_disabled())
5971                 return MEMCG_PROT_NONE;
5972
5973         if (!root)
5974                 root = root_mem_cgroup;
5975         if (memcg == root)
5976                 return MEMCG_PROT_NONE;
5977
5978         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5979         if (!usage)
5980                 return MEMCG_PROT_NONE;
5981
5982         emin = memcg->memory.min;
5983         elow = memcg->memory.low;
5984
5985         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5986         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
5987         if (!parent)
5988                 return MEMCG_PROT_NONE;
5989
5990         if (parent == root)
5991                 goto exit;
5992
5993         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
5994         emin = min(emin, parent_emin);
5995         if (emin && parent_emin) {
5996                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
5997
5998                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
5999                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6000                         &parent->memory.children_min_usage);
6001
6002                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6003                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6004                                    siblings_min_usage);
6005         }
6006
6007         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6008         elow = min(elow, parent_elow);
6009         if (elow && parent_elow) {
6010                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6011
6012                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6013                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6014                         &parent->memory.children_low_usage);
6015
6016                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6017                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6018                                    siblings_low_usage);
6019         }
6020
6021 exit:
6022         memcg->memory.emin = emin;
6023         memcg->memory.elow = elow;
6024
6025         if (usage <= emin)
6026                 return MEMCG_PROT_MIN;
6027         else if (usage <= elow)
6028                 return MEMCG_PROT_LOW;
6029         else
6030                 return MEMCG_PROT_NONE;
6031 }
6032
6033 /**
6034  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6035  * @page: page to charge
6036  * @mm: mm context of the victim
6037  * @gfp_mask: reclaim mode
6038  * @memcgp: charged memcg return
6039  * @compound: charge the page as compound or small page
6040  *
6041  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6042  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6043  *
6044  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6045  * Otherwise, an error code is returned.
6046  *
6047  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6048  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6049  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6050  */
6051 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6052                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6053                           bool compound)
6054 {
6055         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6056         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6057         int ret = 0;
6058
6059         if (mem_cgroup_disabled())
6060                 goto out;
6061
6062         if (PageSwapCache(page)) {
6063                 /*
6064                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6065                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6066                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6067                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6068                  * in turn serializes uncharging.
6069                  */
6070                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6071                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6072                         goto out;
6073
6074                 if (do_swap_account) {
6075                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6076                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6077
6078                         rcu_read_lock();
6079                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6080                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6081                                 memcg = NULL;
6082                         rcu_read_unlock();
6083                 }
6084         }
6085
6086         if (!memcg)
6087                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6088
6089         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6090
6091         css_put(&memcg->css);
6092 out:
6093         *memcgp = memcg;
6094         return ret;
6095 }
6096
6097 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6098                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6099                           bool compound)
6100 {
6101         struct mem_cgroup *memcg;
6102         int ret;
6103
6104         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6105         memcg = *memcgp;
6106         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6107         return ret;
6108 }
6109
6110 /**
6111  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6112  * @page: page to charge
6113  * @memcg: memcg to charge the page to
6114  * @lrucare: page might be on LRU already
6115  * @compound: charge the page as compound or small page
6116  *
6117  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6118  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6119  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6120  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6121  *
6122  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6123  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6124  *
6125  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6126  */
6127 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6128                               bool lrucare, bool compound)
6129 {
6130         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6131
6132         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6133         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6134
6135         if (mem_cgroup_disabled())
6136                 return;
6137         /*
6138          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6139          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6140          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6141          */
6142         if (!memcg)
6143                 return;
6144
6145         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6146
6147         local_irq_disable();
6148         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6149         memcg_check_events(memcg, page);
6150         local_irq_enable();
6151
6152         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6153                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6154                 /*
6155                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6156                  * let's not wait for it.  The page already received a
6157                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6158                  */
6159                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6160         }
6161 }
6162
6163 /**
6164  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6165  * @page: page to charge
6166  * @memcg: memcg to charge the page to
6167  * @compound: charge the page as compound or small page
6168  *
6169  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6170  */
6171 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6172                 bool compound)
6173 {
6174         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6175
6176         if (mem_cgroup_disabled())
6177                 return;
6178         /*
6179          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6180          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6181          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6182          */
6183         if (!memcg)
6184                 return;
6185
6186         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6187 }
6188
6189 struct uncharge_gather {
6190         struct mem_cgroup *memcg;
6191         unsigned long pgpgout;
6192         unsigned long nr_anon;
6193         unsigned long nr_file;
6194         unsigned long nr_kmem;
6195         unsigned long nr_huge;
6196         unsigned long nr_shmem;
6197         struct page *dummy_page;
6198 };
6199
6200 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6201 {
6202         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6203 }
6204
6205 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6206 {
6207         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6208         unsigned long flags;
6209
6210         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6211                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6212                 if (do_memsw_account())
6213                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6214                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6215                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6216                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6217         }
6218
6219         local_irq_save(flags);
6220         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6221         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6222         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6223         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6224         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6225         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6226         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6227         local_irq_restore(flags);
6228
6229         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6230                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6231 }
6232
6233 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6234 {
6235         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6236         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6237                         !PageHWPoison(page) , page);
6238
6239         if (!page->mem_cgroup)
6240                 return;
6241
6242         /*
6243          * Nobody should be changing or seriously looking at
6244          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6245          * exclusive access to the page.
6246          */
6247
6248         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6249                 if (ug->memcg) {
6250                         uncharge_batch(ug);
6251                         uncharge_gather_clear(ug);
6252                 }
6253                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6254         }
6255
6256         if (!PageKmemcg(page)) {
6257                 unsigned int nr_pages = 1;
6258
6259                 if (PageTransHuge(page)) {
6260                         nr_pages <<= compound_order(page);
6261                         ug->nr_huge += nr_pages;
6262                 }
6263                 if (PageAnon(page))
6264                         ug->nr_anon += nr_pages;
6265                 else {
6266                         ug->nr_file += nr_pages;
6267                         if (PageSwapBacked(page))
6268                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6269                 }
6270                 ug->pgpgout++;
6271         } else {
6272                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6273                 __ClearPageKmemcg(page);
6274         }
6275
6276         ug->dummy_page = page;
6277         page->mem_cgroup = NULL;
6278 }
6279
6280 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6281 {
6282         struct uncharge_gather ug;
6283         struct list_head *next;
6284
6285         uncharge_gather_clear(&ug);
6286
6287         /*
6288          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6289          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6290          */
6291         next = page_list->next;
6292         do {
6293                 struct page *page;
6294
6295                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6296                 next = page->lru.next;
6297
6298                 uncharge_page(page, &ug);
6299         } while (next != page_list);
6300
6301         if (ug.memcg)
6302                 uncharge_batch(&ug);
6303 }
6304
6305 /**
6306  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6307  * @page: page to uncharge
6308  *
6309  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6310  * mem_cgroup_commit_charge().
6311  */
6312 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6313 {
6314         struct uncharge_gather ug;
6315
6316         if (mem_cgroup_disabled())
6317                 return;
6318
6319         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6320         if (!page->mem_cgroup)
6321                 return;
6322
6323         uncharge_gather_clear(&ug);
6324         uncharge_page(page, &ug);
6325         uncharge_batch(&ug);
6326 }
6327
6328 /**
6329  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6330  * @page_list: list of pages to uncharge
6331  *
6332  * Uncharge a list of pages previously charged with
6333  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6334  */
6335 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6336 {
6337         if (mem_cgroup_disabled())
6338                 return;
6339
6340         if (!list_empty(page_list))
6341                 uncharge_list(page_list);
6342 }
6343
6344 /**
6345  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6346  * @oldpage: currently circulating page
6347  * @newpage: replacement page
6348  *
6349  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6350  * be uncharged upon free.
6351  *
6352  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6353  */
6354 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6355 {
6356         struct mem_cgroup *memcg;
6357         unsigned int nr_pages;
6358         bool compound;
6359         unsigned long flags;
6360
6361         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6362         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6363         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6364         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6365                        newpage);
6366
6367         if (mem_cgroup_disabled())
6368                 return;
6369
6370         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6371         if (newpage->mem_cgroup)
6372                 return;
6373
6374         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6375         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6376         if (!memcg)
6377                 return;
6378
6379         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6380         compound = PageTransHuge(newpage);
6381         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6382
6383         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6384         if (do_memsw_account())
6385                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6386         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6387
6388         commit_charge(newpage, memcg, false);
6389
6390         local_irq_save(flags);
6391         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6392         memcg_check_events(memcg, newpage);
6393         local_irq_restore(flags);
6394 }
6395
6396 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6397 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6398
6399 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6400 {
6401         struct mem_cgroup *memcg;
6402
6403         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6404                 return;
6405
6406         /*
6407          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6408          * filled. It won't however, necessarily happen from
6409          * process context. So the test for root memcg given
6410          * the current task's memcg won't help us in this case.
6411          *
6412          * Respecting the original socket's memcg is a better
6413          * decision in this case.
6414          */
6415         if (sk->sk_memcg) {
6416                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6417                 return;
6418         }
6419
6420         rcu_read_lock();
6421         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6422         if (memcg == root_mem_cgroup)
6423                 goto out;
6424         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6425                 goto out;
6426         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6427                 sk->sk_memcg = memcg;
6428 out:
6429         rcu_read_unlock();
6430 }
6431
6432 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6433 {
6434         if (sk->sk_memcg)
6435                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6436 }
6437
6438 /**
6439  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6440  * @memcg: memcg to charge
6441  * @nr_pages: number of pages to charge
6442  *
6443  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6444  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6445  */
6446 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6447 {
6448         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6449
6450         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6451                 struct page_counter *fail;
6452
6453                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6454                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6455                         return true;
6456                 }
6457                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6458                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6459                 return false;
6460         }
6461
6462         /* Don't block in the packet receive path */
6463         if (in_softirq())
6464                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6465
6466         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6467
6468         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6469                 return true;
6470
6471         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6472         return false;
6473 }
6474
6475 /**
6476  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6477  * @memcg: memcg to uncharge
6478  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6479  */
6480 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6481 {
6482         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6483                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6484                 return;
6485         }
6486
6487         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6488
6489         refill_stock(memcg, nr_pages);
6490 }
6491
6492 static int __init cgroup_memory(char *s)
6493 {
6494         char *token;
6495
6496         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6497                 if (!*token)
6498                         continue;
6499                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6500                         cgroup_memory_nosocket = true;
6501                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6502                         cgroup_memory_nokmem = true;
6503         }
6504         return 0;
6505 }
6506 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6507
6508 /*
6509  * subsys_initcall() for memory controller.
6510  *
6511  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6512  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6513  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6514  * should be initialized from here.
6515  */
6516 static int __init mem_cgroup_init(void)
6517 {
6518         int cpu, node;
6519
6520 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6521         /*
6522          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6523          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6524          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6525          * destroyed simultaneously.
6526          */
6527         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6528         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6529 #endif
6530
6531         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6532                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6533
6534         for_each_possible_cpu(cpu)
6535                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6536                           drain_local_stock);
6537
6538         for_each_node(node) {
6539                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6540
6541                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6542                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6543
6544                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6545                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6546                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6547                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6548         }
6549
6550         return 0;
6551 }
6552 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6553
6554 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6555 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6556 {
6557         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6558                 /*
6559                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6560                  * always be >= 1.
6561                  */
6562                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6563                         VM_BUG_ON(1);
6564                         break;
6565                 }
6566                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6567                 if (!memcg)
6568                         memcg = root_mem_cgroup;
6569         }
6570         return memcg;
6571 }
6572
6573 /**
6574  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6575  * @page: page whose memsw charge to transfer
6576  * @entry: swap entry to move the charge to
6577  *
6578  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6579  */
6580 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6581 {
6582         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6583         unsigned int nr_entries;
6584         unsigned short oldid;
6585
6586         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6587         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6588
6589         if (!do_memsw_account())
6590                 return;
6591
6592         memcg = page->mem_cgroup;
6593
6594         /* Readahead page, never charged */
6595         if (!memcg)
6596                 return;
6597
6598         /*
6599          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6600          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6601          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6602          */
6603         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6604         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6605         /* Get references for the tail pages, too */
6606         if (nr_entries > 1)
6607                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6608         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6609                                    nr_entries);
6610         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6611         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6612
6613         page->mem_cgroup = NULL;
6614
6615         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6616                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6617
6618         if (memcg != swap_memcg) {
6619                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6620                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6621                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6622         }
6623
6624         /*
6625          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6626          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6627          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6628          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6629          */
6630         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6631         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6632                                      -nr_entries);
6633         memcg_check_events(memcg, page);
6634
6635         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6636                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6637 }
6638
6639 /**
6640  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6641  * @page: page being added to swap
6642  * @entry: swap entry to charge
6643  *
6644  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6645  *
6646  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6647  */
6648 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6649 {
6650         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6651         struct page_counter *counter;
6652         struct mem_cgroup *memcg;
6653         unsigned short oldid;
6654
6655         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6656                 return 0;
6657
6658         memcg = page->mem_cgroup;
6659
6660         /* Readahead page, never charged */
6661         if (!memcg)
6662                 return 0;
6663
6664         if (!entry.val) {
6665                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6666                 return 0;
6667         }
6668
6669         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6670
6671         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6672             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6673                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6674                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6675                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6676                 return -ENOMEM;
6677         }
6678
6679         /* Get references for the tail pages, too */
6680         if (nr_pages > 1)
6681                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6682         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6683         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6684         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6685
6686         return 0;
6687 }
6688
6689 /**
6690  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6691  * @entry: swap entry to uncharge
6692  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6693  */
6694 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6695 {
6696         struct mem_cgroup *memcg;
6697         unsigned short id;
6698
6699         if (!do_swap_account)
6700                 return;
6701
6702         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6703         rcu_read_lock();
6704         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6705         if (memcg) {
6706                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6707                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6708                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6709                         else
6710                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6711                 }
6712                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6713                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6714         }
6715         rcu_read_unlock();
6716 }
6717
6718 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6719 {
6720         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6721
6722         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6723                 return nr_swap_pages;
6724         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6725                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6726                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6727                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6728         return nr_swap_pages;
6729 }
6730
6731 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6732 {
6733         struct mem_cgroup *memcg;
6734
6735         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6736
6737         if (vm_swap_full())
6738                 return true;
6739         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6740                 return false;
6741
6742         memcg = page->mem_cgroup;
6743         if (!memcg)
6744                 return false;
6745
6746         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6747                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6748                         return true;
6749
6750         return false;
6751 }
6752
6753 /* for remember boot option*/
6754 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6755 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6756 #else
6757 static int really_do_swap_account __initdata;
6758 #endif
6759
6760 static int __init enable_swap_account(char *s)
6761 {
6762         if (!strcmp(s, "1"))
6763                 really_do_swap_account = 1;
6764         else if (!strcmp(s, "0"))
6765                 really_do_swap_account = 0;
6766         return 1;
6767 }
6768 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6769
6770 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6771                              struct cftype *cft)
6772 {
6773         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6774
6775         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6776 }
6777
6778 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6779 {
6780         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6781                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6782 }
6783
6784 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6785                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6786 {
6787         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6788         unsigned long max;
6789         int err;
6790
6791         buf = strstrip(buf);
6792         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6793         if (err)
6794                 return err;
6795
6796         xchg(&memcg->swap.max, max);
6797
6798         return nbytes;
6799 }
6800
6801 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6802 {
6803         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6804
6805         seq_printf(m, "max %lu\n",
6806                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6807         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6808                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6809
6810         return 0;
6811 }
6812
6813 static struct cftype swap_files[] = {
6814         {
6815                 .name = "swap.current",
6816                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6817                 .read_u64 = swap_current_read,
6818         },
6819         {
6820                 .name = "swap.max",
6821                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6822                 .seq_show = swap_max_show,
6823                 .write = swap_max_write,
6824         },
6825         {
6826                 .name = "swap.events",
6827                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6828                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6829                 .seq_show = swap_events_show,
6830         },
6831         { }     /* terminate */
6832 };
6833
6834 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6835         {
6836                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6837                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6838                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6839         },
6840         {
6841                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6842                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6843                 .write = mem_cgroup_reset,
6844                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6845         },
6846         {
6847                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6848                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6849                 .write = mem_cgroup_write,
6850                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6851         },
6852         {
6853                 .name = "memsw.failcnt",
6854                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6855                 .write = mem_cgroup_reset,
6856                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6857         },
6858         { },    /* terminate */
6859 };
6860
6861 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6862 {
6863         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6864                 do_swap_account = 1;
6865                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6866                                                swap_files));
6867                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6868                                                   memsw_cgroup_files));
6869         }
6870         return 0;
6871 }
6872 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6873
6874 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */