Merge branch 'x86-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
772 {
773         struct page *page = virt_to_head_page(p);
774         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
775         struct mem_cgroup *memcg;
776         struct lruvec *lruvec;
777
778         rcu_read_lock();
779         memcg = memcg_from_slab_page(page);
780
781         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
782         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
783                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
784         } else {
785                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
786                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
787         }
788         rcu_read_unlock();
789 }
790
791 /**
792  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
793  * @memcg: the memory cgroup
794  * @idx: the event item
795  * @count: the number of events that occured
796  */
797 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
798                           unsigned long count)
799 {
800         unsigned long x;
801
802         if (mem_cgroup_disabled())
803                 return;
804
805         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
806         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
807                 struct mem_cgroup *mi;
808
809                 /*
810                  * Batch local counters to keep them in sync with
811                  * the hierarchical ones.
812                  */
813                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
814                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
815                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
816                 x = 0;
817         }
818         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
819 }
820
821 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
822 {
823         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
824 }
825
826 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
827 {
828         long x = 0;
829         int cpu;
830
831         for_each_possible_cpu(cpu)
832                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
833         return x;
834 }
835
836 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
837                                          struct page *page,
838                                          bool compound, int nr_pages)
839 {
840         /*
841          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
842          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
843          */
844         if (PageAnon(page))
845                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
846         else {
847                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
848                 if (PageSwapBacked(page))
849                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
850         }
851
852         if (compound) {
853                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
854                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
855         }
856
857         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
858         if (nr_pages > 0)
859                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
860         else {
861                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
862                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
863         }
864
865         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
866 }
867
868 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
869                                        enum mem_cgroup_events_target target)
870 {
871         unsigned long val, next;
872
873         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
874         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
875         /* from time_after() in jiffies.h */
876         if ((long)(next - val) < 0) {
877                 switch (target) {
878                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
879                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
880                         break;
881                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
882                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
883                         break;
884                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
885                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
886                         break;
887                 default:
888                         break;
889                 }
890                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
891                 return true;
892         }
893         return false;
894 }
895
896 /*
897  * Check events in order.
898  *
899  */
900 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
901 {
902         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
903         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
904                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
905                 bool do_softlimit;
906                 bool do_numainfo __maybe_unused;
907
908                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
909                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
910 #if MAX_NUMNODES > 1
911                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
912                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
913 #endif
914                 mem_cgroup_threshold(memcg);
915                 if (unlikely(do_softlimit))
916                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
917 #if MAX_NUMNODES > 1
918                 if (unlikely(do_numainfo))
919                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
920 #endif
921         }
922 }
923
924 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
925 {
926         /*
927          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
928          * if it races with swapoff, page migration, etc.
929          * So this can be called with p == NULL.
930          */
931         if (unlikely(!p))
932                 return NULL;
933
934         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
935 }
936 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
937
938 /**
939  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
940  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
941  *
942  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
943  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
944  * returned.
945  */
946 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
947 {
948         struct mem_cgroup *memcg;
949
950         if (mem_cgroup_disabled())
951                 return NULL;
952
953         rcu_read_lock();
954         do {
955                 /*
956                  * Page cache insertions can happen withou an
957                  * actual mm context, e.g. during disk probing
958                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
959                  */
960                 if (unlikely(!mm))
961                         memcg = root_mem_cgroup;
962                 else {
963                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
964                         if (unlikely(!memcg))
965                                 memcg = root_mem_cgroup;
966                 }
967         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
968         rcu_read_unlock();
969         return memcg;
970 }
971 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
972
973 /**
974  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
975  * @page: page from which memcg should be extracted.
976  *
977  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
978  * root_mem_cgroup is returned.
979  */
980 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
981 {
982         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
983
984         if (mem_cgroup_disabled())
985                 return NULL;
986
987         rcu_read_lock();
988         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
989                 memcg = root_mem_cgroup;
990         rcu_read_unlock();
991         return memcg;
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
994
995 /**
996  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
997  */
998 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
999 {
1000         if (unlikely(current->active_memcg)) {
1001                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
1002
1003                 rcu_read_lock();
1004                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
1005                         memcg = current->active_memcg;
1006                 rcu_read_unlock();
1007                 return memcg;
1008         }
1009         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1010 }
1011
1012 /**
1013  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1014  * @root: hierarchy root
1015  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1016  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1017  *
1018  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1019  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1020  *
1021  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1022  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1023  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1024  *
1025  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1026  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1027  * reclaimers operating on the same node and priority.
1028  */
1029 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1030                                    struct mem_cgroup *prev,
1031                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1032 {
1033         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1034         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1035         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1036         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1037
1038         if (mem_cgroup_disabled())
1039                 return NULL;
1040
1041         if (!root)
1042                 root = root_mem_cgroup;
1043
1044         if (prev && !reclaim)
1045                 pos = prev;
1046
1047         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1048                 if (prev)
1049                         goto out;
1050                 return root;
1051         }
1052
1053         rcu_read_lock();
1054
1055         if (reclaim) {
1056                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1057
1058                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1059                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1060
1061                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1062                         goto out_unlock;
1063
1064                 while (1) {
1065                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1066                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1067                                 break;
1068                         /*
1069                          * css reference reached zero, so iter->position will
1070                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1071                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1072                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1073                          * might block it. So we clear iter->position right
1074                          * away.
1075                          */
1076                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1077                 }
1078         }
1079
1080         if (pos)
1081                 css = &pos->css;
1082
1083         for (;;) {
1084                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1085                 if (!css) {
1086                         /*
1087                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1088                          * new one might jump in right at the end of
1089                          * the hierarchy - make sure they see at least
1090                          * one group and restart from the beginning.
1091                          */
1092                         if (!prev)
1093                                 continue;
1094                         break;
1095                 }
1096
1097                 /*
1098                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1099                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1100                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1101                  */
1102                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1103
1104                 if (css == &root->css)
1105                         break;
1106
1107                 if (css_tryget(css))
1108                         break;
1109
1110                 memcg = NULL;
1111         }
1112
1113         if (reclaim) {
1114                 /*
1115                  * The position could have already been updated by a competing
1116                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1117                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1118                  */
1119                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1120
1121                 if (pos)
1122                         css_put(&pos->css);
1123
1124                 if (!memcg)
1125                         iter->generation++;
1126                 else if (!prev)
1127                         reclaim->generation = iter->generation;
1128         }
1129
1130 out_unlock:
1131         rcu_read_unlock();
1132 out:
1133         if (prev && prev != root)
1134                 css_put(&prev->css);
1135
1136         return memcg;
1137 }
1138
1139 /**
1140  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1141  * @root: hierarchy root
1142  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1143  */
1144 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1145                            struct mem_cgroup *prev)
1146 {
1147         if (!root)
1148                 root = root_mem_cgroup;
1149         if (prev && prev != root)
1150                 css_put(&prev->css);
1151 }
1152
1153 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1154                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1155 {
1156         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1157         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1158         int nid;
1159         int i;
1160
1161         for_each_node(nid) {
1162                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1163                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1164                         iter = &mz->iter[i];
1165                         cmpxchg(&iter->position,
1166                                 dead_memcg, NULL);
1167                 }
1168         }
1169 }
1170
1171 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1172 {
1173         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1174         struct mem_cgroup *last;
1175
1176         do {
1177                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1178                 last = memcg;
1179         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1180
1181         /*
1182          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1183          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1184          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1185          * dead_memcg from cgroup root separately.
1186          */
1187         if (last != root_mem_cgroup)
1188                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1189                                                 dead_memcg);
1190 }
1191
1192 /**
1193  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1194  * @memcg: hierarchy root
1195  * @fn: function to call for each task
1196  * @arg: argument passed to @fn
1197  *
1198  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1199  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1200  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1201  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1202  *
1203  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1204  */
1205 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1206                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1207 {
1208         struct mem_cgroup *iter;
1209         int ret = 0;
1210
1211         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1212
1213         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1214                 struct css_task_iter it;
1215                 struct task_struct *task;
1216
1217                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1218                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1219                         ret = fn(task, arg);
1220                 css_task_iter_end(&it);
1221                 if (ret) {
1222                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1223                         break;
1224                 }
1225         }
1226         return ret;
1227 }
1228
1229 /**
1230  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1231  * @page: the page
1232  * @pgdat: pgdat of the page
1233  *
1234  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1235  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1236  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1237  */
1238 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1239 {
1240         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1241         struct mem_cgroup *memcg;
1242         struct lruvec *lruvec;
1243
1244         if (mem_cgroup_disabled()) {
1245                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1246                 goto out;
1247         }
1248
1249         memcg = page->mem_cgroup;
1250         /*
1251          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1252          * possibly migrated - before they are charged.
1253          */
1254         if (!memcg)
1255                 memcg = root_mem_cgroup;
1256
1257         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1258         lruvec = &mz->lruvec;
1259 out:
1260         /*
1261          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1262          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1263          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1264          */
1265         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1266                 lruvec->pgdat = pgdat;
1267         return lruvec;
1268 }
1269
1270 /**
1271  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1272  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1273  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1274  * @zid: zone id of the accounted pages
1275  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1276  *
1277  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1278  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1279  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1280  */
1281 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1282                                 int zid, int nr_pages)
1283 {
1284         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1285         unsigned long *lru_size;
1286         long size;
1287
1288         if (mem_cgroup_disabled())
1289                 return;
1290
1291         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1292         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1293
1294         if (nr_pages < 0)
1295                 *lru_size += nr_pages;
1296
1297         size = *lru_size;
1298         if (WARN_ONCE(size < 0,
1299                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1300                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1301                 VM_BUG_ON(1);
1302                 *lru_size = 0;
1303         }
1304
1305         if (nr_pages > 0)
1306                 *lru_size += nr_pages;
1307 }
1308
1309 /**
1310  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1311  * @memcg: the memory cgroup
1312  *
1313  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1314  * pages.
1315  */
1316 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1317 {
1318         unsigned long margin = 0;
1319         unsigned long count;
1320         unsigned long limit;
1321
1322         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1323         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1324         if (count < limit)
1325                 margin = limit - count;
1326
1327         if (do_memsw_account()) {
1328                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1329                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1330                 if (count <= limit)
1331                         margin = min(margin, limit - count);
1332                 else
1333                         margin = 0;
1334         }
1335
1336         return margin;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1341  *
1342  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1343  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1344  * caused by "move".
1345  */
1346 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1347 {
1348         struct mem_cgroup *from;
1349         struct mem_cgroup *to;
1350         bool ret = false;
1351         /*
1352          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1353          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1354          */
1355         spin_lock(&mc.lock);
1356         from = mc.from;
1357         to = mc.to;
1358         if (!from)
1359                 goto unlock;
1360
1361         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1362                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1363 unlock:
1364         spin_unlock(&mc.lock);
1365         return ret;
1366 }
1367
1368 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1369 {
1370         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1371                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1372                         DEFINE_WAIT(wait);
1373                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1374                         /* moving charge context might have finished. */
1375                         if (mc.moving_task)
1376                                 schedule();
1377                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1378                         return true;
1379                 }
1380         }
1381         return false;
1382 }
1383
1384 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1385 {
1386         struct seq_buf s;
1387         int i;
1388
1389         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1390         if (!s.buffer)
1391                 return NULL;
1392
1393         /*
1394          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1395          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1396          *
1397          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1398          * 1) generic big picture -> specifics and details
1399          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1400          *
1401          * Current memory state:
1402          */
1403
1404         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1405                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1406                        PAGE_SIZE);
1407         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1408                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1409                        PAGE_SIZE);
1410         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1411                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1412                        1024);
1413         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1414                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1415                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1416                        PAGE_SIZE);
1417         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1418                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1419                        PAGE_SIZE);
1420
1421         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1422                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1423                        PAGE_SIZE);
1424         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1425                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1426                        PAGE_SIZE);
1427         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1428                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1429                        PAGE_SIZE);
1430         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1431                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1432                        PAGE_SIZE);
1433
1434         /*
1435          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1436          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1437          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1438          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1439          */
1440         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1441                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1442                        PAGE_SIZE);
1443
1444         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1445                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1446                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1447                                PAGE_SIZE);
1448
1449         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1450                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1451                        PAGE_SIZE);
1452         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1453                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1454                        PAGE_SIZE);
1455
1456         /* Accumulated memory events */
1457
1458         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1459         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1460
1461         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1462                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1463         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1464                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1465         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1466                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1467
1468         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1469         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1470                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1471                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1472         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1473                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1474                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1475         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1476         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1477         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1478         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1479
1480 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1481         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1482                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1483         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1484                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1485 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1486
1487         /* The above should easily fit into one page */
1488         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1489
1490         return s.buffer;
1491 }
1492
1493 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1494 /**
1495  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1496  * memory controller.
1497  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1498  * @p: Task that is going to be killed
1499  *
1500  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1501  * enabled
1502  */
1503 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1504 {
1505         rcu_read_lock();
1506
1507         if (memcg) {
1508                 pr_cont(",oom_memcg=");
1509                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1510         } else
1511                 pr_cont(",global_oom");
1512         if (p) {
1513                 pr_cont(",task_memcg=");
1514                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1515         }
1516         rcu_read_unlock();
1517 }
1518
1519 /**
1520  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1521  * memory controller.
1522  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1523  */
1524 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1525 {
1526         char *buf;
1527
1528         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1529                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1530                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1531         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1532                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1533                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1534                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1535         else {
1536                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1537                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1538                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1539                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1540                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1541                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1542         }
1543
1544         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1545         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1546         pr_cont(":");
1547         buf = memory_stat_format(memcg);
1548         if (!buf)
1549                 return;
1550         pr_info("%s", buf);
1551         kfree(buf);
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1556  */
1557 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1558 {
1559         unsigned long max;
1560
1561         max = memcg->memory.max;
1562         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1563                 unsigned long memsw_max;
1564                 unsigned long swap_max;
1565
1566                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1567                 swap_max = memcg->swap.max;
1568                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1569                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1570         }
1571         return max;
1572 }
1573
1574 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1575                                      int order)
1576 {
1577         struct oom_control oc = {
1578                 .zonelist = NULL,
1579                 .nodemask = NULL,
1580                 .memcg = memcg,
1581                 .gfp_mask = gfp_mask,
1582                 .order = order,
1583         };
1584         bool ret;
1585
1586         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1587                 return true;
1588         /*
1589          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1590          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1591          */
1592         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1593         mutex_unlock(&oom_lock);
1594         return ret;
1595 }
1596
1597 #if MAX_NUMNODES > 1
1598
1599 /**
1600  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1601  * @memcg: the target memcg
1602  * @nid: the node ID to be checked.
1603  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1604  *
1605  * This function returns whether the specified memcg contains any
1606  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1607  * pages in the node.
1608  */
1609 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1610                 int nid, bool noswap)
1611 {
1612         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1613
1614         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1615             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1616                 return true;
1617         if (noswap || !total_swap_pages)
1618                 return false;
1619         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1620             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1621                 return true;
1622         return false;
1623
1624 }
1625
1626 /*
1627  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1628  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1629  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1630  *
1631  */
1632 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1633 {
1634         int nid;
1635         /*
1636          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1637          * pagein/pageout changes since the last update.
1638          */
1639         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1640                 return;
1641         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1642                 return;
1643
1644         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1645         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1646
1647         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1648
1649                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1650                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1651         }
1652
1653         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1654         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1659  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1660  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1661  *
1662  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1663  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1664  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1665  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1666  *
1667  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1668  */
1669 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1670 {
1671         int node;
1672
1673         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1674         node = memcg->last_scanned_node;
1675
1676         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1677         /*
1678          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1679          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1680          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1681          */
1682         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1683                 node = numa_node_id();
1684
1685         memcg->last_scanned_node = node;
1686         return node;
1687 }
1688 #else
1689 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1690 {
1691         return 0;
1692 }
1693 #endif
1694
1695 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1696                                    pg_data_t *pgdat,
1697                                    gfp_t gfp_mask,
1698                                    unsigned long *total_scanned)
1699 {
1700         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1701         int total = 0;
1702         int loop = 0;
1703         unsigned long excess;
1704         unsigned long nr_scanned;
1705         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1706                 .pgdat = pgdat,
1707                 .priority = 0,
1708         };
1709
1710         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1711
1712         while (1) {
1713                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1714                 if (!victim) {
1715                         loop++;
1716                         if (loop >= 2) {
1717                                 /*
1718                                  * If we have not been able to reclaim
1719                                  * anything, it might because there are
1720                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1721                                  */
1722                                 if (!total)
1723                                         break;
1724                                 /*
1725                                  * We want to do more targeted reclaim.
1726                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1727                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1728                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1729                                  */
1730                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1731                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1732                                         break;
1733                         }
1734                         continue;
1735                 }
1736                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1737                                         pgdat, &nr_scanned);
1738                 *total_scanned += nr_scanned;
1739                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1740                         break;
1741         }
1742         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1743         return total;
1744 }
1745
1746 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1747 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1748         .name = "memcg_oom_lock",
1749 };
1750 #endif
1751
1752 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1753
1754 /*
1755  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1756  * If someone is running, return false.
1757  */
1758 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1759 {
1760         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1761
1762         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1763
1764         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1765                 if (iter->oom_lock) {
1766                         /*
1767                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1768                          * so we cannot give a lock.
1769                          */
1770                         failed = iter;
1771                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1772                         break;
1773                 } else
1774                         iter->oom_lock = true;
1775         }
1776
1777         if (failed) {
1778                 /*
1779                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1780                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1781                  */
1782                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1783                         if (iter == failed) {
1784                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1785                                 break;
1786                         }
1787                         iter->oom_lock = false;
1788                 }
1789         } else
1790                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1791
1792         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1793
1794         return !failed;
1795 }
1796
1797 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *iter;
1800
1801         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1802         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1804                 iter->oom_lock = false;
1805         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1806 }
1807
1808 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1809 {
1810         struct mem_cgroup *iter;
1811
1812         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1814                 iter->under_oom++;
1815         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1816 }
1817
1818 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1819 {
1820         struct mem_cgroup *iter;
1821
1822         /*
1823          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1824          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1825          */
1826         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1827         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1828                 if (iter->under_oom > 0)
1829                         iter->under_oom--;
1830         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1831 }
1832
1833 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1834
1835 struct oom_wait_info {
1836         struct mem_cgroup *memcg;
1837         wait_queue_entry_t      wait;
1838 };
1839
1840 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1841         unsigned mode, int sync, void *arg)
1842 {
1843         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1844         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1845         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1846
1847         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1848         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1849
1850         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1851             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1852                 return 0;
1853         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1854 }
1855
1856 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1857 {
1858         /*
1859          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1860          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1861          * this function is called as a result of userland actions
1862          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1863          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1864          * triggering notification.
1865          */
1866         if (memcg && memcg->under_oom)
1867                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1868 }
1869
1870 enum oom_status {
1871         OOM_SUCCESS,
1872         OOM_FAILED,
1873         OOM_ASYNC,
1874         OOM_SKIPPED
1875 };
1876
1877 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1878 {
1879         enum oom_status ret;
1880         bool locked;
1881
1882         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1883                 return OOM_SKIPPED;
1884
1885         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1886
1887         /*
1888          * We are in the middle of the charge context here, so we
1889          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1890          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1891          *
1892          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1893          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1894          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1895          * released.
1896          *
1897          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1898          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1899          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1900          * invoke the oom killer here.
1901          *
1902          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1903          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1904          */
1905         if (memcg->oom_kill_disable) {
1906                 if (!current->in_user_fault)
1907                         return OOM_SKIPPED;
1908                 css_get(&memcg->css);
1909                 current->memcg_in_oom = memcg;
1910                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1911                 current->memcg_oom_order = order;
1912
1913                 return OOM_ASYNC;
1914         }
1915
1916         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1917
1918         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1919
1920         if (locked)
1921                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1922
1923         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1924         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1925                 ret = OOM_SUCCESS;
1926         else
1927                 ret = OOM_FAILED;
1928
1929         if (locked)
1930                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1931
1932         return ret;
1933 }
1934
1935 /**
1936  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1937  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1938  *
1939  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1940  * handler was enabled.
1941  *
1942  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1943  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1944  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1945  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1946  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1947  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1948  *
1949  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1950  * completed, %false otherwise.
1951  */
1952 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1953 {
1954         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1955         struct oom_wait_info owait;
1956         bool locked;
1957
1958         /* OOM is global, do not handle */
1959         if (!memcg)
1960                 return false;
1961
1962         if (!handle)
1963                 goto cleanup;
1964
1965         owait.memcg = memcg;
1966         owait.wait.flags = 0;
1967         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1968         owait.wait.private = current;
1969         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1970
1971         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1972         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1973
1974         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1975
1976         if (locked)
1977                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1978
1979         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1980                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1981                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1982                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1983                                          current->memcg_oom_order);
1984         } else {
1985                 schedule();
1986                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1987                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1988         }
1989
1990         if (locked) {
1991                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1992                 /*
1993                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1994                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1995                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1996                  */
1997                 memcg_oom_recover(memcg);
1998         }
1999 cleanup:
2000         current->memcg_in_oom = NULL;
2001         css_put(&memcg->css);
2002         return true;
2003 }
2004
2005 /**
2006  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2007  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2008  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2009  *
2010  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2011  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2012  *
2013  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2014  */
2015 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2016                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2017 {
2018         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2019         struct mem_cgroup *memcg;
2020
2021         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2022                 return NULL;
2023
2024         if (!oom_domain)
2025                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2026
2027         rcu_read_lock();
2028
2029         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2030         if (memcg == root_mem_cgroup)
2031                 goto out;
2032
2033         /*
2034          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2035          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2036          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2037          */
2038         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2039                 if (memcg->oom_group)
2040                         oom_group = memcg;
2041
2042                 if (memcg == oom_domain)
2043                         break;
2044         }
2045
2046         if (oom_group)
2047                 css_get(&oom_group->css);
2048 out:
2049         rcu_read_unlock();
2050
2051         return oom_group;
2052 }
2053
2054 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2055 {
2056         pr_info("Tasks in ");
2057         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2058         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2059 }
2060
2061 /**
2062  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2063  * @page: the page
2064  *
2065  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2066  * another cgroup.
2067  *
2068  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2069  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2070  * when @page might get freed inside the locked section.
2071  */
2072 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2073 {
2074         struct mem_cgroup *memcg;
2075         unsigned long flags;
2076
2077         /*
2078          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2079          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2080          * because page moving starts with an RCU grace period.
2081          *
2082          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2083          * the page state that is going to change is the only thing
2084          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2085          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2086          * keep off truncation, migration and so forth.
2087          */
2088         rcu_read_lock();
2089
2090         if (mem_cgroup_disabled())
2091                 return NULL;
2092 again:
2093         memcg = page->mem_cgroup;
2094         if (unlikely(!memcg))
2095                 return NULL;
2096
2097         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2098                 return memcg;
2099
2100         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2101         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2102                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2103                 goto again;
2104         }
2105
2106         /*
2107          * When charge migration first begins, we can have locked and
2108          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2109          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2110          */
2111         memcg->move_lock_task = current;
2112         memcg->move_lock_flags = flags;
2113
2114         return memcg;
2115 }
2116 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2117
2118 /**
2119  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2120  * @memcg: the memcg
2121  *
2122  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2123  */
2124 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2125 {
2126         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2127                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2128
2129                 memcg->move_lock_task = NULL;
2130                 memcg->move_lock_flags = 0;
2131
2132                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2133         }
2134
2135         rcu_read_unlock();
2136 }
2137
2138 /**
2139  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2140  * @page: the page
2141  */
2142 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2143 {
2144         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2145 }
2146 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2147
2148 struct memcg_stock_pcp {
2149         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2150         unsigned int nr_pages;
2151         struct work_struct work;
2152         unsigned long flags;
2153 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2154 };
2155 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2156 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2157
2158 /**
2159  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2160  * @memcg: memcg to consume from.
2161  * @nr_pages: how many pages to charge.
2162  *
2163  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2164  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2165  * service an allocation will refill the stock.
2166  *
2167  * returns true if successful, false otherwise.
2168  */
2169 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2170 {
2171         struct memcg_stock_pcp *stock;
2172         unsigned long flags;
2173         bool ret = false;
2174
2175         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2176                 return ret;
2177
2178         local_irq_save(flags);
2179
2180         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2181         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2182                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2183                 ret = true;
2184         }
2185
2186         local_irq_restore(flags);
2187
2188         return ret;
2189 }
2190
2191 /*
2192  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2193  */
2194 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2195 {
2196         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2197
2198         if (stock->nr_pages) {
2199                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2200                 if (do_memsw_account())
2201                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2202                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2203                 stock->nr_pages = 0;
2204         }
2205         stock->cached = NULL;
2206 }
2207
2208 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2209 {
2210         struct memcg_stock_pcp *stock;
2211         unsigned long flags;
2212
2213         /*
2214          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2215          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2216          */
2217         local_irq_save(flags);
2218
2219         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2220         drain_stock(stock);
2221         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2222
2223         local_irq_restore(flags);
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2228  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2229  */
2230 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2231 {
2232         struct memcg_stock_pcp *stock;
2233         unsigned long flags;
2234
2235         local_irq_save(flags);
2236
2237         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2238         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2239                 drain_stock(stock);
2240                 stock->cached = memcg;
2241         }
2242         stock->nr_pages += nr_pages;
2243
2244         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2245                 drain_stock(stock);
2246
2247         local_irq_restore(flags);
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2252  * of the hierarchy under it.
2253  */
2254 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2255 {
2256         int cpu, curcpu;
2257
2258         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2259         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2260                 return;
2261         /*
2262          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2263          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2264          * as well as workers from this path always operate on the local
2265          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2266          */
2267         curcpu = get_cpu();
2268         for_each_online_cpu(cpu) {
2269                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2270                 struct mem_cgroup *memcg;
2271
2272                 memcg = stock->cached;
2273                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2274                         continue;
2275                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2276                         css_put(&memcg->css);
2277                         continue;
2278                 }
2279                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2280                         if (cpu == curcpu)
2281                                 drain_local_stock(&stock->work);
2282                         else
2283                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2284                 }
2285                 css_put(&memcg->css);
2286         }
2287         put_cpu();
2288         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2289 }
2290
2291 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2292 {
2293         struct memcg_stock_pcp *stock;
2294         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2295
2296         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2297         drain_stock(stock);
2298
2299         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2300                 int i;
2301
2302                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2303                         int nid;
2304                         long x;
2305
2306                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2307                         if (x)
2308                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2309                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2310
2311                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2312                                 continue;
2313
2314                         for_each_node(nid) {
2315                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2316
2317                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2318                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2319                                 if (x)
2320                                         do {
2321                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2322                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2323                         }
2324                 }
2325
2326                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2327                         long x;
2328
2329                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2330                         if (x)
2331                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2332                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2333                 }
2334         }
2335
2336         return 0;
2337 }
2338
2339 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2340                          unsigned int nr_pages,
2341                          gfp_t gfp_mask)
2342 {
2343         do {
2344                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2345                         continue;
2346                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2347                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2348         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2349 }
2350
2351 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *memcg;
2354
2355         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2356         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2361  * and reclaims memory over the high limit.
2362  */
2363 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2364 {
2365         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2366         struct mem_cgroup *memcg;
2367
2368         if (likely(!nr_pages))
2369                 return;
2370
2371         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2372         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2373         css_put(&memcg->css);
2374         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2375 }
2376
2377 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2378                       unsigned int nr_pages)
2379 {
2380         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2381         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2382         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2383         struct page_counter *counter;
2384         unsigned long nr_reclaimed;
2385         bool may_swap = true;
2386         bool drained = false;
2387         enum oom_status oom_status;
2388
2389         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2390                 return 0;
2391 retry:
2392         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2393                 return 0;
2394
2395         if (!do_memsw_account() ||
2396             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2397                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2398                         goto done_restock;
2399                 if (do_memsw_account())
2400                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2401                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2402         } else {
2403                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2404                 may_swap = false;
2405         }
2406
2407         if (batch > nr_pages) {
2408                 batch = nr_pages;
2409                 goto retry;
2410         }
2411
2412         /*
2413          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2414          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2415          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2416          * free their memory.
2417          */
2418         if (unlikely(should_force_charge()))
2419                 goto force;
2420
2421         /*
2422          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2423          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2424          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2425          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2426          */
2427         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2428                 goto force;
2429
2430         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2431                 goto nomem;
2432
2433         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2434                 goto nomem;
2435
2436         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2437
2438         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2439                                                     gfp_mask, may_swap);
2440
2441         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2442                 goto retry;
2443
2444         if (!drained) {
2445                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2446                 drained = true;
2447                 goto retry;
2448         }
2449
2450         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2451                 goto nomem;
2452         /*
2453          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2454          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2455          * before killing the task.
2456          *
2457          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2458          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2459          * to regular pages anyway in case of failure.
2460          */
2461         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2462                 goto retry;
2463         /*
2464          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2465          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2466          */
2467         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2468                 goto retry;
2469
2470         if (nr_retries--)
2471                 goto retry;
2472
2473         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2474                 goto nomem;
2475
2476         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2477                 goto force;
2478
2479         if (fatal_signal_pending(current))
2480                 goto force;
2481
2482         /*
2483          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2484          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2485          * couldn't make any progress.
2486          */
2487         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2488                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2489         switch (oom_status) {
2490         case OOM_SUCCESS:
2491                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2492                 goto retry;
2493         case OOM_FAILED:
2494                 goto force;
2495         default:
2496                 goto nomem;
2497         }
2498 nomem:
2499         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2500                 return -ENOMEM;
2501 force:
2502         /*
2503          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2504          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2505          * temporarily by force charging it.
2506          */
2507         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2508         if (do_memsw_account())
2509                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2510         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2511
2512         return 0;
2513
2514 done_restock:
2515         css_get_many(&memcg->css, batch);
2516         if (batch > nr_pages)
2517                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2518
2519         /*
2520          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2521          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2522          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2523          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2524          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2525          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2526          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2527          */
2528         do {
2529                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2530                         /* Don't bother a random interrupted task */
2531                         if (in_interrupt()) {
2532                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2533                                 break;
2534                         }
2535                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2536                         set_notify_resume(current);
2537                         break;
2538                 }
2539         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2540
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2545 {
2546         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2547                 return;
2548
2549         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2550         if (do_memsw_account())
2551                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2552
2553         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2554 }
2555
2556 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2557 {
2558         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2559
2560         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2561         if (PageLRU(page)) {
2562                 struct lruvec *lruvec;
2563
2564                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2565                 ClearPageLRU(page);
2566                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2567                 *isolated = 1;
2568         } else
2569                 *isolated = 0;
2570 }
2571
2572 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2573 {
2574         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2575
2576         if (isolated) {
2577                 struct lruvec *lruvec;
2578
2579                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2580                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2581                 SetPageLRU(page);
2582                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2583         }
2584         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2585 }
2586
2587 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2588                           bool lrucare)
2589 {
2590         int isolated;
2591
2592         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2593
2594         /*
2595          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2596          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2597          */
2598         if (lrucare)
2599                 lock_page_lru(page, &isolated);
2600
2601         /*
2602          * Nobody should be changing or seriously looking at
2603          * page->mem_cgroup at this point:
2604          *
2605          * - the page is uncharged
2606          *
2607          * - the page is off-LRU
2608          *
2609          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2610          *   a locked page table
2611          *
2612          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2613          *   have the page locked
2614          */
2615         page->mem_cgroup = memcg;
2616
2617         if (lrucare)
2618                 unlock_page_lru(page, isolated);
2619 }
2620
2621 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2622 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2623 {
2624         int id, size;
2625         int err;
2626
2627         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2628                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2629         if (id < 0)
2630                 return id;
2631
2632         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2633                 return id;
2634
2635         /*
2636          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2637          * so we have to grow them.
2638          */
2639         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2640
2641         size = 2 * (id + 1);
2642         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2643                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2644         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2645                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2646
2647         err = memcg_update_all_caches(size);
2648         if (!err)
2649                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2650         if (!err)
2651                 memcg_nr_cache_ids = size;
2652
2653         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2654
2655         if (err) {
2656                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2657                 return err;
2658         }
2659         return id;
2660 }
2661
2662 static void memcg_free_cache_id(int id)
2663 {
2664         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2665 }
2666
2667 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2668         struct mem_cgroup *memcg;
2669         struct kmem_cache *cachep;
2670         struct work_struct work;
2671 };
2672
2673 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2674 {
2675         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2676                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2677         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2678         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2679
2680         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2681
2682         css_put(&memcg->css);
2683         kfree(cw);
2684 }
2685
2686 /*
2687  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2688  */
2689 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2690                                                struct kmem_cache *cachep)
2691 {
2692         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2693
2694         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2695                 return;
2696
2697         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2698         if (!cw)
2699                 return;
2700
2701         cw->memcg = memcg;
2702         cw->cachep = cachep;
2703         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2704
2705         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2706 }
2707
2708 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2709 {
2710         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2711                 return true;
2712         return false;
2713 }
2714
2715 /**
2716  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2717  * @cachep: the original global kmem cache
2718  *
2719  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2720  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2721  *
2722  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2723  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2724  * go through with the original cache.
2725  *
2726  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2727  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2728  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2729  * reference.
2730  */
2731 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2732 {
2733         struct mem_cgroup *memcg;
2734         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2735         struct memcg_cache_array *arr;
2736         int kmemcg_id;
2737
2738         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2739
2740         if (memcg_kmem_bypass())
2741                 return cachep;
2742
2743         rcu_read_lock();
2744
2745         if (unlikely(current->active_memcg))
2746                 memcg = current->active_memcg;
2747         else
2748                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2749
2750         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2751                 goto out_unlock;
2752
2753         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2754         if (kmemcg_id < 0)
2755                 goto out_unlock;
2756
2757         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2758
2759         /*
2760          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2761          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2762          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2763          */
2764         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2765
2766         /*
2767          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2768          * context), we could be be predictable and return right away.
2769          * This would guarantee that the allocation being performed
2770          * already belongs in the new cache.
2771          *
2772          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2773          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2774          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2775          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2776          * defer everything.
2777          *
2778          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2779          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2780          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2781          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2782          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2783          * creation of a new kmem_cache.
2784          */
2785         if (unlikely(!memcg_cachep))
2786                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2787         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2788                 cachep = memcg_cachep;
2789 out_unlock:
2790         rcu_read_unlock();
2791         return cachep;
2792 }
2793
2794 /**
2795  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2796  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2797  */
2798 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2799 {
2800         if (!is_root_cache(cachep))
2801                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2802 }
2803
2804 /**
2805  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2806  * @page: page to charge
2807  * @gfp: reclaim mode
2808  * @order: allocation order
2809  * @memcg: memory cgroup to charge
2810  *
2811  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2812  */
2813 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2814                             struct mem_cgroup *memcg)
2815 {
2816         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2817         struct page_counter *counter;
2818         int ret;
2819
2820         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2821         if (ret)
2822                 return ret;
2823
2824         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2825             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2826                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2827                 return -ENOMEM;
2828         }
2829         return 0;
2830 }
2831
2832 /**
2833  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2834  * @page: page to charge
2835  * @gfp: reclaim mode
2836  * @order: allocation order
2837  *
2838  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2839  */
2840 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2841 {
2842         struct mem_cgroup *memcg;
2843         int ret = 0;
2844
2845         if (memcg_kmem_bypass())
2846                 return 0;
2847
2848         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2849         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2850                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2851                 if (!ret) {
2852                         page->mem_cgroup = memcg;
2853                         __SetPageKmemcg(page);
2854                 }
2855         }
2856         css_put(&memcg->css);
2857         return ret;
2858 }
2859
2860 /**
2861  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2862  * @memcg: memcg to uncharge
2863  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2864  */
2865 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2866                                  unsigned int nr_pages)
2867 {
2868         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2869                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2870
2871         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2872         if (do_memsw_account())
2873                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2874 }
2875 /**
2876  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2877  * @page: page to uncharge
2878  * @order: allocation order
2879  */
2880 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2881 {
2882         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2883         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2884
2885         if (!memcg)
2886                 return;
2887
2888         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2889         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2890         page->mem_cgroup = NULL;
2891
2892         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2893         if (PageKmemcg(page))
2894                 __ClearPageKmemcg(page);
2895
2896         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2897 }
2898 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2899
2900 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2901
2902 /*
2903  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2904  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2905  */
2906 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2907 {
2908         int i;
2909
2910         if (mem_cgroup_disabled())
2911                 return;
2912
2913         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2914                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2915
2916         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2917 }
2918 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2919
2920 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2921 /**
2922  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2923  * @entry: swap entry to be moved
2924  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2925  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2926  *
2927  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2928  * as the mem_cgroup's id of @from.
2929  *
2930  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2931  *
2932  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2933  * both res and memsw, and called css_get().
2934  */
2935 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2936                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2937 {
2938         unsigned short old_id, new_id;
2939
2940         old_id = mem_cgroup_id(from);
2941         new_id = mem_cgroup_id(to);
2942
2943         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2944                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2945                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2946                 return 0;
2947         }
2948         return -EINVAL;
2949 }
2950 #else
2951 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2952                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2953 {
2954         return -EINVAL;
2955 }
2956 #endif
2957
2958 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2959
2960 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2961                                  unsigned long max, bool memsw)
2962 {
2963         bool enlarge = false;
2964         bool drained = false;
2965         int ret;
2966         bool limits_invariant;
2967         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2968
2969         do {
2970                 if (signal_pending(current)) {
2971                         ret = -EINTR;
2972                         break;
2973                 }
2974
2975                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2976                 /*
2977                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2978                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2979                  */
2980                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2981                                            max <= memcg->memsw.max;
2982                 if (!limits_invariant) {
2983                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2984                         ret = -EINVAL;
2985                         break;
2986                 }
2987                 if (max > counter->max)
2988                         enlarge = true;
2989                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2990                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2991
2992                 if (!ret)
2993                         break;
2994
2995                 if (!drained) {
2996                         drain_all_stock(memcg);
2997                         drained = true;
2998                         continue;
2999                 }
3000
3001                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3002                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3003                         ret = -EBUSY;
3004                         break;
3005                 }
3006         } while (true);
3007
3008         if (!ret && enlarge)
3009                 memcg_oom_recover(memcg);
3010
3011         return ret;
3012 }
3013
3014 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3015                                             gfp_t gfp_mask,
3016                                             unsigned long *total_scanned)
3017 {
3018         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3019         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3020         unsigned long reclaimed;
3021         int loop = 0;
3022         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3023         unsigned long excess;
3024         unsigned long nr_scanned;
3025
3026         if (order > 0)
3027                 return 0;
3028
3029         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3030
3031         /*
3032          * Do not even bother to check the largest node if the root
3033          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3034          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3035          */
3036         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3037                 return 0;
3038
3039         /*
3040          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3041          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3042          * pressure
3043          */
3044         do {
3045                 if (next_mz)
3046                         mz = next_mz;
3047                 else
3048                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3049                 if (!mz)
3050                         break;
3051
3052                 nr_scanned = 0;
3053                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3054                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3055                 nr_reclaimed += reclaimed;
3056                 *total_scanned += nr_scanned;
3057                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3058                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3059
3060                 /*
3061                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3062                  * it is time to move on to the next cgroup
3063                  */
3064                 next_mz = NULL;
3065                 if (!reclaimed)
3066                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3067
3068                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3069                 /*
3070                  * One school of thought says that we should not add
3071                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3072                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3073                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3074                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3075                  * term TODO.
3076                  */
3077                 /* If excess == 0, no tree ops */
3078                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3079                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3080                 css_put(&mz->memcg->css);
3081                 loop++;
3082                 /*
3083                  * Could not reclaim anything and there are no more
3084                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3085                  * reclaiming anything.
3086                  */
3087                 if (!nr_reclaimed &&
3088                         (next_mz == NULL ||
3089                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3090                         break;
3091         } while (!nr_reclaimed);
3092         if (next_mz)
3093                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3094         return nr_reclaimed;
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3099  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3100  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3101  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3102  */
3103 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3104 {
3105         bool ret;
3106
3107         rcu_read_lock();
3108         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3109         rcu_read_unlock();
3110         return ret;
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3115  *
3116  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3117  */
3118 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3119 {
3120         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3121
3122         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3123         lru_add_drain_all();
3124
3125         drain_all_stock(memcg);
3126
3127         /* try to free all pages in this cgroup */
3128         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3129                 int progress;
3130
3131                 if (signal_pending(current))
3132                         return -EINTR;
3133
3134                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3135                                                         GFP_KERNEL, true);
3136                 if (!progress) {
3137                         nr_retries--;
3138                         /* maybe some writeback is necessary */
3139                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3140                 }
3141
3142         }
3143
3144         return 0;
3145 }
3146
3147 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3148                                             char *buf, size_t nbytes,
3149                                             loff_t off)
3150 {
3151         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3152
3153         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3154                 return -EINVAL;
3155         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3156 }
3157
3158 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3159                                      struct cftype *cft)
3160 {
3161         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3162 }
3163
3164 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3165                                       struct cftype *cft, u64 val)
3166 {
3167         int retval = 0;
3168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3169         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3170
3171         if (memcg->use_hierarchy == val)
3172                 return 0;
3173
3174         /*
3175          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3176          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3177          * occur, provided the current cgroup has no children.
3178          *
3179          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3180          * set if there are no children.
3181          */
3182         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3183                                 (val == 1 || val == 0)) {
3184                 if (!memcg_has_children(memcg))
3185                         memcg->use_hierarchy = val;
3186                 else
3187                         retval = -EBUSY;
3188         } else
3189                 retval = -EINVAL;
3190
3191         return retval;
3192 }
3193
3194 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3195 {
3196         unsigned long val;
3197
3198         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3199                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3200                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3201                 if (swap)
3202                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3203         } else {
3204                 if (!swap)
3205                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3206                 else
3207                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3208         }
3209         return val;
3210 }
3211
3212 enum {
3213         RES_USAGE,
3214         RES_LIMIT,
3215         RES_MAX_USAGE,
3216         RES_FAILCNT,
3217         RES_SOFT_LIMIT,
3218 };
3219
3220 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3221                                struct cftype *cft)
3222 {
3223         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3224         struct page_counter *counter;
3225
3226         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3227         case _MEM:
3228                 counter = &memcg->memory;
3229                 break;
3230         case _MEMSWAP:
3231                 counter = &memcg->memsw;
3232                 break;
3233         case _KMEM:
3234                 counter = &memcg->kmem;
3235                 break;
3236         case _TCP:
3237                 counter = &memcg->tcpmem;
3238                 break;
3239         default:
3240                 BUG();
3241         }
3242
3243         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3244         case RES_USAGE:
3245                 if (counter == &memcg->memory)
3246                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3247                 if (counter == &memcg->memsw)
3248                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3249                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3250         case RES_LIMIT:
3251                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3252         case RES_MAX_USAGE:
3253                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3254         case RES_FAILCNT:
3255                 return counter->failcnt;
3256         case RES_SOFT_LIMIT:
3257                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3258         default:
3259                 BUG();
3260         }
3261 }
3262
3263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3264 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3265 {
3266         int memcg_id;
3267
3268         if (cgroup_memory_nokmem)
3269                 return 0;
3270
3271         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3272         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3273
3274         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3275         if (memcg_id < 0)
3276                 return memcg_id;
3277
3278         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3279         /*
3280          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3281          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3282          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3283          * patched.
3284          */
3285         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3286         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3287         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3288
3289         return 0;
3290 }
3291
3292 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3293 {
3294         struct cgroup_subsys_state *css;
3295         struct mem_cgroup *parent, *child;
3296         int kmemcg_id;
3297
3298         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3299                 return;
3300         /*
3301          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3302          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3303          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3304          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3305          */
3306         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3307
3308         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3309         if (!parent)
3310                 parent = root_mem_cgroup;
3311
3312         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3313
3314         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3315         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3316
3317         /*
3318          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3319          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3320          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3321          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3322          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3323          * memcg_drain_all_list_lrus().
3324          */
3325         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3326         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3327                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3328                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3329                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3330                 if (!memcg->use_hierarchy)
3331                         break;
3332         }
3333         rcu_read_unlock();
3334
3335         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3336
3337         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3338 }
3339
3340 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3341 {
3342         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3343         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3344                 memcg_offline_kmem(memcg);
3345
3346         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3347                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3348                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3349         }
3350 }
3351 #else
3352 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3353 {
3354         return 0;
3355 }
3356 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3357 {
3358 }
3359 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3360 {
3361 }
3362 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3363
3364 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3365                                  unsigned long max)
3366 {
3367         int ret;
3368
3369         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3370         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3371         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3372         return ret;
3373 }
3374
3375 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3376 {
3377         int ret;
3378
3379         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3380
3381         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3382         if (ret)
3383                 goto out;
3384
3385         if (!memcg->tcpmem_active) {
3386                 /*
3387                  * The active flag needs to be written after the static_key
3388                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3389                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3390                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3391                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3392                  *
3393                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3394                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3395                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3396                  * yet, we'll lose accounting.
3397                  *
3398                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3399                  * because when this value change, the code to process it is not
3400                  * patched in yet.
3401                  */
3402                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3403                 memcg->tcpmem_active = true;
3404         }
3405 out:
3406         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3407         return ret;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * The user of this function is...
3412  * RES_LIMIT.
3413  */
3414 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3415                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3416 {
3417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3418         unsigned long nr_pages;
3419         int ret;
3420
3421         buf = strstrip(buf);
3422         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3423         if (ret)
3424                 return ret;
3425
3426         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3427         case RES_LIMIT:
3428                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3429                         ret = -EINVAL;
3430                         break;
3431                 }
3432                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3433                 case _MEM:
3434                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3435                         break;
3436                 case _MEMSWAP:
3437                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3438                         break;
3439                 case _KMEM:
3440                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3441                         break;
3442                 case _TCP:
3443                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3444                         break;
3445                 }
3446                 break;
3447         case RES_SOFT_LIMIT:
3448                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3449                 ret = 0;
3450                 break;
3451         }
3452         return ret ?: nbytes;
3453 }
3454
3455 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3456                                 size_t nbytes, loff_t off)
3457 {
3458         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3459         struct page_counter *counter;
3460
3461         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3462         case _MEM:
3463                 counter = &memcg->memory;
3464                 break;
3465         case _MEMSWAP:
3466                 counter = &memcg->memsw;
3467                 break;
3468         case _KMEM:
3469                 counter = &memcg->kmem;
3470                 break;
3471         case _TCP:
3472                 counter = &memcg->tcpmem;
3473                 break;
3474         default:
3475                 BUG();
3476         }
3477
3478         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3479         case RES_MAX_USAGE:
3480                 page_counter_reset_watermark(counter);
3481                 break;
3482         case RES_FAILCNT:
3483                 counter->failcnt = 0;
3484                 break;
3485         default:
3486                 BUG();
3487         }
3488
3489         return nbytes;
3490 }
3491
3492 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3493                                         struct cftype *cft)
3494 {
3495         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3496 }
3497
3498 #ifdef CONFIG_MMU
3499 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3500                                         struct cftype *cft, u64 val)
3501 {
3502         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3503
3504         if (val & ~MOVE_MASK)
3505                 return -EINVAL;
3506
3507         /*
3508          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3509          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3510          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3511          * affect task migrations starting after the change.
3512          */
3513         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3514         return 0;
3515 }
3516 #else
3517 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3518                                         struct cftype *cft, u64 val)
3519 {
3520         return -ENOSYS;
3521 }
3522 #endif
3523
3524 #ifdef CONFIG_NUMA
3525
3526 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3527 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3528 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3529
3530 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3531                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3532 {
3533         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3534         unsigned long nr = 0;
3535         enum lru_list lru;
3536
3537         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3538
3539         for_each_lru(lru) {
3540                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3541                         continue;
3542                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3543         }
3544         return nr;
3545 }
3546
3547 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3548                                              unsigned int lru_mask)
3549 {
3550         unsigned long nr = 0;
3551         enum lru_list lru;
3552
3553         for_each_lru(lru) {
3554                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3555                         continue;
3556                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3557         }
3558         return nr;
3559 }
3560
3561 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3562 {
3563         struct numa_stat {
3564                 const char *name;
3565                 unsigned int lru_mask;
3566         };
3567
3568         static const struct numa_stat stats[] = {
3569                 { "total", LRU_ALL },
3570                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3571                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3572                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3573         };
3574         const struct numa_stat *stat;
3575         int nid;
3576         unsigned long nr;
3577         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3578
3579         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3580                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3581                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3582                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3583                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3584                                                           stat->lru_mask);
3585                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3586                 }
3587                 seq_putc(m, '\n');
3588         }
3589
3590         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3591                 struct mem_cgroup *iter;
3592
3593                 nr = 0;
3594                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3595                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3596                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3597                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3598                         nr = 0;
3599                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3600                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3601                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3602                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3603                 }
3604                 seq_putc(m, '\n');
3605         }
3606
3607         return 0;
3608 }
3609 #endif /* CONFIG_NUMA */
3610
3611 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3612         MEMCG_CACHE,
3613         MEMCG_RSS,
3614         MEMCG_RSS_HUGE,
3615         NR_SHMEM,
3616         NR_FILE_MAPPED,
3617         NR_FILE_DIRTY,
3618         NR_WRITEBACK,
3619         MEMCG_SWAP,
3620 };
3621
3622 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3623         "cache",
3624         "rss",
3625         "rss_huge",
3626         "shmem",
3627         "mapped_file",
3628         "dirty",
3629         "writeback",
3630         "swap",
3631 };
3632
3633 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3634 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3635         PGPGIN,
3636         PGPGOUT,
3637         PGFAULT,
3638         PGMAJFAULT,
3639 };
3640
3641 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3642         "pgpgin",
3643         "pgpgout",
3644         "pgfault",
3645         "pgmajfault",
3646 };
3647
3648 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3649 {
3650         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3651         unsigned long memory, memsw;
3652         struct mem_cgroup *mi;
3653         unsigned int i;
3654
3655         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3656         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3657
3658         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3659                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3660                         continue;
3661                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3662                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3663                            PAGE_SIZE);
3664         }
3665
3666         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3667                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3668                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3669
3670         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3671                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3672                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3673                            PAGE_SIZE);
3674
3675         /* Hierarchical information */
3676         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3677         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3678                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3679                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3680         }
3681         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3682                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3683         if (do_memsw_account())
3684                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3685                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3686
3687         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3688                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3689                         continue;
3690                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3691                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3692                            PAGE_SIZE);
3693         }
3694
3695         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3696                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3697                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3698
3699         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3700                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3701                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3702                            PAGE_SIZE);
3703
3704 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3705         {
3706                 pg_data_t *pgdat;
3707                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3708                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3709                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3710                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3711
3712                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3713                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3714                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3715
3716                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3717                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3718                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3719                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3720                 }
3721                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3722                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3723                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3724                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3725         }
3726 #endif
3727
3728         return 0;
3729 }
3730
3731 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3732                                       struct cftype *cft)
3733 {
3734         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3735
3736         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3737 }
3738
3739 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3740                                        struct cftype *cft, u64 val)
3741 {
3742         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3743
3744         if (val > 100)
3745                 return -EINVAL;
3746
3747         if (css->parent)
3748                 memcg->swappiness = val;
3749         else
3750                 vm_swappiness = val;
3751
3752         return 0;
3753 }
3754
3755 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3756 {
3757         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3758         unsigned long usage;
3759         int i;
3760
3761         rcu_read_lock();
3762         if (!swap)
3763                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3764         else
3765                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3766
3767         if (!t)
3768                 goto unlock;
3769
3770         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3771
3772         /*
3773          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3774          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3775          * call of __mem_cgroup_threshold().
3776          */
3777         i = t->current_threshold;
3778
3779         /*
3780          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3781          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3782          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3783          * only one element of the array here.
3784          */
3785         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3786                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3787
3788         /* i = current_threshold + 1 */
3789         i++;
3790
3791         /*
3792          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3793          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3794          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3795          * only one element of the array here.
3796          */
3797         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3798                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3799
3800         /* Update current_threshold */
3801         t->current_threshold = i - 1;
3802 unlock:
3803         rcu_read_unlock();
3804 }
3805
3806 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3807 {
3808         while (memcg) {
3809                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3810                 if (do_memsw_account())
3811                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3812
3813                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3814         }
3815 }
3816
3817 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3818 {
3819         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3820         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3821
3822         if (_a->threshold > _b->threshold)
3823                 return 1;
3824
3825         if (_a->threshold < _b->threshold)
3826                 return -1;
3827
3828         return 0;
3829 }
3830
3831 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3832 {
3833         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3834
3835         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3836
3837         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3838                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3839
3840         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3841         return 0;
3842 }
3843
3844 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3845 {
3846         struct mem_cgroup *iter;
3847
3848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3849                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3850 }
3851
3852 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3853         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3854 {
3855         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3856         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3857         unsigned long threshold;
3858         unsigned long usage;
3859         int i, size, ret;
3860
3861         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3862         if (ret)
3863                 return ret;
3864
3865         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3866
3867         if (type == _MEM) {
3868                 thresholds = &memcg->thresholds;
3869                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3870         } else if (type == _MEMSWAP) {
3871                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3872                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3873         } else
3874                 BUG();
3875
3876         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3877         if (thresholds->primary)
3878                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3879
3880         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3881
3882         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3883         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3884         if (!new) {
3885                 ret = -ENOMEM;
3886                 goto unlock;
3887         }
3888         new->size = size;
3889
3890         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3891         if (thresholds->primary) {
3892                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3893                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3894         }
3895
3896         /* Add new threshold */
3897         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3898         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3899
3900         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3901         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3902                         compare_thresholds, NULL);
3903
3904         /* Find current threshold */
3905         new->current_threshold = -1;
3906         for (i = 0; i < size; i++) {
3907                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3908                         /*
3909                          * new->current_threshold will not be used until
3910                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3911                          * it here.
3912                          */
3913                         ++new->current_threshold;
3914                 } else
3915                         break;
3916         }
3917
3918         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3919         kfree(thresholds->spare);
3920         thresholds->spare = thresholds->primary;
3921
3922         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3923
3924         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3925         synchronize_rcu();
3926
3927 unlock:
3928         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3929
3930         return ret;
3931 }
3932
3933 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3934         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3935 {
3936         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3937 }
3938
3939 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3940         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3941 {
3942         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3943 }
3944
3945 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3946         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3947 {
3948         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3949         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3950         unsigned long usage;
3951         int i, j, size;
3952
3953         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3954
3955         if (type == _MEM) {
3956                 thresholds = &memcg->thresholds;
3957                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3958         } else if (type == _MEMSWAP) {
3959                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3960                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3961         } else
3962                 BUG();
3963
3964         if (!thresholds->primary)
3965                 goto unlock;
3966
3967         /* Check if a threshold crossed before removing */
3968         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3969
3970         /* Calculate new number of threshold */
3971         size = 0;
3972         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3973                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3974                         size++;
3975         }
3976
3977         new = thresholds->spare;
3978
3979         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3980         if (!size) {
3981                 kfree(new);
3982                 new = NULL;
3983                 goto swap_buffers;
3984         }
3985
3986         new->size = size;
3987
3988         /* Copy thresholds and find current threshold */
3989         new->current_threshold = -1;
3990         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3991                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3992                         continue;
3993
3994                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3995                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3996                         /*
3997                          * new->current_threshold will not be used
3998                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3999                          * it here.
4000                          */
4001                         ++new->current_threshold;
4002                 }
4003                 j++;
4004         }
4005
4006 swap_buffers:
4007         /* Swap primary and spare array */
4008         thresholds->spare = thresholds->primary;
4009
4010         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4011
4012         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4013         synchronize_rcu();
4014
4015         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4016         if (!new) {
4017                 kfree(thresholds->spare);
4018                 thresholds->spare = NULL;
4019         }
4020 unlock:
4021         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4022 }
4023
4024 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4025         struct eventfd_ctx *eventfd)
4026 {
4027         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4028 }
4029
4030 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4031         struct eventfd_ctx *eventfd)
4032 {
4033         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4034 }
4035
4036 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4037         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4038 {
4039         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4040
4041         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4042         if (!event)
4043                 return -ENOMEM;
4044
4045         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4046
4047         event->eventfd = eventfd;
4048         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4049
4050         /* already in OOM ? */
4051         if (memcg->under_oom)
4052                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4053         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4054
4055         return 0;
4056 }
4057
4058 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4059         struct eventfd_ctx *eventfd)
4060 {
4061         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4062
4063         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4064
4065         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4066                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4067                         list_del(&ev->list);
4068                         kfree(ev);
4069                 }
4070         }
4071
4072         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4073 }
4074
4075 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4076 {
4077         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4078
4079         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4080         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4081         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4082                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4083         return 0;
4084 }
4085
4086 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4087         struct cftype *cft, u64 val)
4088 {
4089         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4090
4091         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4092         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4093                 return -EINVAL;
4094
4095         memcg->oom_kill_disable = val;
4096         if (!val)
4097                 memcg_oom_recover(memcg);
4098
4099         return 0;
4100 }
4101
4102 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4103
4104 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4105 {
4106         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4107 }
4108
4109 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4110 {
4111         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4112 }
4113
4114 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4115 {
4116         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4117 }
4118
4119 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4120 {
4121         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4122
4123         if (!memcg->css.parent)
4124                 return NULL;
4125
4126         return &memcg->cgwb_domain;
4127 }
4128
4129 /*
4130  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4131  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4132  */
4133 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4134 {
4135         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4136         int cpu;
4137
4138         for_each_online_cpu(cpu)
4139                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4140         if (x < 0)
4141                 x = 0;
4142         return x;
4143 }
4144
4145 /**
4146  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4147  * @wb: bdi_writeback in question
4148  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4149  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4150  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4151  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4152  *
4153  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4154  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4155  * is a bit more involved.
4156  *
4157  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4158  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4159  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4160  * available memory in the system.  The caller should further cap
4161  * *@pheadroom accordingly.
4162  */
4163 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4164                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4165                          unsigned long *pwriteback)
4166 {
4167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4168         struct mem_cgroup *parent;
4169
4170         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4171
4172         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4173         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4174         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4175                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4176         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4177
4178         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4179                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4180                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4181
4182                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4183                 memcg = parent;
4184         }
4185 }
4186
4187 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4188
4189 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4190 {
4191         return 0;
4192 }
4193
4194 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4195 {
4196 }
4197
4198 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4199 {
4200 }
4201
4202 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4203
4204 /*
4205  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4206  *
4207  * "cgroup.event_control" implementation.
4208  *
4209  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4210  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4211  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4212  *
4213  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4214  * possible.
4215  */
4216
4217 /*
4218  * Unregister event and free resources.
4219  *
4220  * Gets called from workqueue.
4221  */
4222 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4223 {
4224         struct mem_cgroup_event *event =
4225                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4226         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4227
4228         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4229
4230         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4231
4232         /* Notify userspace the event is going away. */
4233         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4234
4235         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4236         kfree(event);
4237         css_put(&memcg->css);
4238 }
4239
4240 /*
4241  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4242  *
4243  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4244  */
4245 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4246                             int sync, void *key)
4247 {
4248         struct mem_cgroup_event *event =
4249                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4250         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4251         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4252
4253         if (flags & EPOLLHUP) {
4254                 /*
4255                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4256                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4257                  * for us.
4258                  *
4259                  * We can't race against event freeing since the other
4260                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4261                  * which we hold.
4262                  */
4263                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4264                 if (!list_empty(&event->list)) {
4265                         list_del_init(&event->list);
4266                         /*
4267                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4268                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4269                          */
4270                         schedule_work(&event->remove);
4271                 }
4272                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4273         }
4274
4275         return 0;
4276 }
4277
4278 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4279                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4280 {
4281         struct mem_cgroup_event *event =
4282                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4283
4284         event->wqh = wqh;
4285         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4286 }
4287
4288 /*
4289  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4290  *
4291  * Parse input and register new cgroup event handler.
4292  *
4293  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4294  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4295  */
4296 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4297                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4298 {
4299         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4300         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4301         struct mem_cgroup_event *event;
4302         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4303         unsigned int efd, cfd;
4304         struct fd efile;
4305         struct fd cfile;
4306         const char *name;
4307         char *endp;
4308         int ret;
4309
4310         buf = strstrip(buf);
4311
4312         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4313         if (*endp != ' ')
4314                 return -EINVAL;
4315         buf = endp + 1;
4316
4317         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4318         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4319                 return -EINVAL;
4320         buf = endp + 1;
4321
4322         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4323         if (!event)
4324                 return -ENOMEM;
4325
4326         event->memcg = memcg;
4327         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4328         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4329         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4330         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4331
4332         efile = fdget(efd);
4333         if (!efile.file) {
4334                 ret = -EBADF;
4335                 goto out_kfree;
4336         }
4337
4338         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4339         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4340                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4341                 goto out_put_efile;
4342         }
4343
4344         cfile = fdget(cfd);
4345         if (!cfile.file) {
4346                 ret = -EBADF;
4347                 goto out_put_eventfd;
4348         }
4349
4350         /* the process need read permission on control file */
4351         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4352         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4353         if (ret < 0)
4354                 goto out_put_cfile;
4355
4356         /*
4357          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4358          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4359          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4360          * is for compatibility anyway.
4361          *
4362          * DO NOT ADD NEW FILES.
4363          */
4364         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4365
4366         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4367                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4368                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4369         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4370                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4371                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4372         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4373                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4374                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4375         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4376                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4377                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4378         } else {
4379                 ret = -EINVAL;
4380                 goto out_put_cfile;
4381         }
4382
4383         /*
4384          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4385          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4386          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4387          */
4388         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4389                                                &memory_cgrp_subsys);
4390         ret = -EINVAL;
4391         if (IS_ERR(cfile_css))
4392                 goto out_put_cfile;
4393         if (cfile_css != css) {
4394                 css_put(cfile_css);
4395                 goto out_put_cfile;
4396         }
4397
4398         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4399         if (ret)
4400                 goto out_put_css;
4401
4402         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4403
4404         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4405         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4406         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4407
4408         fdput(cfile);
4409         fdput(efile);
4410
4411         return nbytes;
4412
4413 out_put_css:
4414         css_put(css);
4415 out_put_cfile:
4416         fdput(cfile);
4417 out_put_eventfd:
4418         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4419 out_put_efile:
4420         fdput(efile);
4421 out_kfree:
4422         kfree(event);
4423
4424         return ret;
4425 }
4426
4427 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4428         {
4429                 .name = "usage_in_bytes",
4430                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4431                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4432         },
4433         {
4434                 .name = "max_usage_in_bytes",
4435                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4436                 .write = mem_cgroup_reset,
4437                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4438         },
4439         {
4440                 .name = "limit_in_bytes",
4441                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4442                 .write = mem_cgroup_write,
4443                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4444         },
4445         {
4446                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4447                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4448                 .write = mem_cgroup_write,
4449                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4450         },
4451         {
4452                 .name = "failcnt",
4453                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4454                 .write = mem_cgroup_reset,
4455                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4456         },
4457         {
4458                 .name = "stat",
4459                 .seq_show = memcg_stat_show,
4460         },
4461         {
4462                 .name = "force_empty",
4463                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4464         },
4465         {
4466                 .name = "use_hierarchy",
4467                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4468                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4469         },
4470         {
4471                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4472                 .write = memcg_write_event_control,
4473                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4474         },
4475         {
4476                 .name = "swappiness",
4477                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4478                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4479         },
4480         {
4481                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4482                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4483                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4484         },
4485         {
4486                 .name = "oom_control",
4487                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4488                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4489                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4490         },
4491         {
4492                 .name = "pressure_level",
4493         },
4494 #ifdef CONFIG_NUMA
4495         {
4496                 .name = "numa_stat",
4497                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4498         },
4499 #endif
4500         {
4501                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4502                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4503                 .write = mem_cgroup_write,
4504                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4505         },
4506         {
4507                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4508                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4509                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4510         },
4511         {
4512                 .name = "kmem.failcnt",
4513                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4514                 .write = mem_cgroup_reset,
4515                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4516         },
4517         {
4518                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4519                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4520                 .write = mem_cgroup_reset,
4521                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4522         },
4523 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4524         {
4525                 .name = "kmem.slabinfo",
4526                 .seq_start = memcg_slab_start,
4527                 .seq_next = memcg_slab_next,
4528                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4529                 .seq_show = memcg_slab_show,
4530         },
4531 #endif
4532         {
4533                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4534                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4535                 .write = mem_cgroup_write,
4536                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4537         },
4538         {
4539                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4540                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4541                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4542         },
4543         {
4544                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4545                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4546                 .write = mem_cgroup_reset,
4547                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4548         },
4549         {
4550                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4551                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4552                 .write = mem_cgroup_reset,
4553                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4554         },
4555         { },    /* terminate */
4556 };
4557
4558 /*
4559  * Private memory cgroup IDR
4560  *
4561  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4562  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4563  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4564  * memory-controlled cgroups to 64k.
4565  *
4566  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4567  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4568  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4569  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4570  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4571  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4572  *
4573  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4574  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4575  * when the CSS is offlined.
4576  *
4577  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4578  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4579  * those references are manageable from userspace.
4580  */
4581
4582 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4583
4584 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4585 {
4586         if (memcg->id.id > 0) {
4587                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4588                 memcg->id.id = 0;
4589         }
4590 }
4591
4592 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4593 {
4594         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4595 }
4596
4597 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4598 {
4599         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4600                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4601
4602                 /* Memcg ID pins CSS */
4603                 css_put(&memcg->css);
4604         }
4605 }
4606
4607 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4608 {
4609         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4610 }
4611
4612 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4613 {
4614         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4615 }
4616
4617 /**
4618  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4619  * @id: the memcg id to look up
4620  *
4621  * Caller must hold rcu_read_lock().
4622  */
4623 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4624 {
4625         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4626         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4627 }
4628
4629 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4630 {
4631         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4632         int tmp = node;
4633         /*
4634          * This routine is called against possible nodes.
4635          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4636          *
4637          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4638          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4639          *       function.
4640          */
4641         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4642                 tmp = -1;
4643         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4644         if (!pn)
4645                 return 1;
4646
4647         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4648         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4649                 kfree(pn);
4650                 return 1;
4651         }
4652
4653         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4654         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4655                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4656                 kfree(pn);
4657                 return 1;
4658         }
4659
4660         lruvec_init(&pn->lruvec);
4661         pn->usage_in_excess = 0;
4662         pn->on_tree = false;
4663         pn->memcg = memcg;
4664
4665         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4666         return 0;
4667 }
4668
4669 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4670 {
4671         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4672
4673         if (!pn)
4674                 return;
4675
4676         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4677         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4678         kfree(pn);
4679 }
4680
4681 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4682 {
4683         int node;
4684
4685         for_each_node(node)
4686                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4687         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4688         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4689         kfree(memcg);
4690 }
4691
4692 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4693 {
4694         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4695         __mem_cgroup_free(memcg);
4696 }
4697
4698 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4699 {
4700         struct mem_cgroup *memcg;
4701         unsigned int size;
4702         int node;
4703
4704         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4705         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4706
4707         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4708         if (!memcg)
4709                 return NULL;
4710
4711         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4712                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4713                                  GFP_KERNEL);
4714         if (memcg->id.id < 0)
4715                 goto fail;
4716
4717         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4718         if (!memcg->vmstats_local)
4719                 goto fail;
4720
4721         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4722         if (!memcg->vmstats_percpu)
4723                 goto fail;
4724
4725         for_each_node(node)
4726                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4727                         goto fail;
4728
4729         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4730                 goto fail;
4731
4732         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4733         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4734         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4735         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4736         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4737         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4738         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4739         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4740         memcg->socket_pressure = jiffies;
4741 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4742         memcg->kmemcg_id = -1;
4743 #endif
4744 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4745         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4746 #endif
4747         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4748         return memcg;
4749 fail:
4750         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4751         __mem_cgroup_free(memcg);
4752         return NULL;
4753 }
4754
4755 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4756 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4757 {
4758         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4759         struct mem_cgroup *memcg;
4760         long error = -ENOMEM;
4761
4762         memcg = mem_cgroup_alloc();
4763         if (!memcg)
4764                 return ERR_PTR(error);
4765
4766         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4767         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4768         if (parent) {
4769                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4770                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4771         }
4772         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4773                 memcg->use_hierarchy = true;
4774                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4775                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4776                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4777                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4778                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4779         } else {
4780                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4781                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4782                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4783                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4784                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4785                 /*
4786                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4787                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4788                  * unfortunate state in our controller.
4789                  */
4790                 if (parent != root_mem_cgroup)
4791                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4792         }
4793
4794         /* The following stuff does not apply to the root */
4795         if (!parent) {
4796 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4797                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
4798 #endif
4799                 root_mem_cgroup = memcg;
4800                 return &memcg->css;
4801         }
4802
4803         error = memcg_online_kmem(memcg);
4804         if (error)
4805                 goto fail;
4806
4807         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4808                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4809
4810         return &memcg->css;
4811 fail:
4812         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4813         mem_cgroup_free(memcg);
4814         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4815 }
4816
4817 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4818 {
4819         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4820
4821         /*
4822          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4823          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4824          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4825          */
4826         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4827                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4828                 return -ENOMEM;
4829         }
4830
4831         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4832         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4833         css_get(css);
4834         return 0;
4835 }
4836
4837 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4838 {
4839         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4840         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4841
4842         /*
4843          * Unregister events and notify userspace.
4844          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4845          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4846          */
4847         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4848         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4849                 list_del_init(&event->list);
4850                 schedule_work(&event->remove);
4851         }
4852         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4853
4854         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4855         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4856
4857         memcg_offline_kmem(memcg);
4858         wb_memcg_offline(memcg);
4859
4860         drain_all_stock(memcg);
4861
4862         mem_cgroup_id_put(memcg);
4863 }
4864
4865 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4866 {
4867         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4868
4869         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4870 }
4871
4872 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4873 {
4874         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4875
4876         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4877                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4878
4879         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4880                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4881
4882         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4883         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4884         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4885         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4886         memcg_free_kmem(memcg);
4887         mem_cgroup_free(memcg);
4888 }
4889
4890 /**
4891  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4892  * @css: the target css
4893  *
4894  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4895  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4896  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4897  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4898  * made visible again.
4899  *
4900  * The current implementation only resets the essential configurations.
4901  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4902  */
4903 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4904 {
4905         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4906
4907         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4908         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4909         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4910         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4911         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4912         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4913         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4914         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4915         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4916         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4917 }
4918
4919 #ifdef CONFIG_MMU
4920 /* Handlers for move charge at task migration. */
4921 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4922 {
4923         int ret;
4924
4925         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4926         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4927         if (!ret) {
4928                 mc.precharge += count;
4929                 return ret;
4930         }
4931
4932         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4933         while (count--) {
4934                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4935                 if (ret)
4936                         return ret;
4937                 mc.precharge++;
4938                 cond_resched();
4939         }
4940         return 0;
4941 }
4942
4943 union mc_target {
4944         struct page     *page;
4945         swp_entry_t     ent;
4946 };
4947
4948 enum mc_target_type {
4949         MC_TARGET_NONE = 0,
4950         MC_TARGET_PAGE,
4951         MC_TARGET_SWAP,
4952         MC_TARGET_DEVICE,
4953 };
4954
4955 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4956                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4957 {
4958         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4959
4960         if (!page || !page_mapped(page))
4961                 return NULL;
4962         if (PageAnon(page)) {
4963                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4964                         return NULL;
4965         } else {
4966                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4967                         return NULL;
4968         }
4969         if (!get_page_unless_zero(page))
4970                 return NULL;
4971
4972         return page;
4973 }
4974
4975 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4976 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4977                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4978 {
4979         struct page *page = NULL;
4980         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4981
4982         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4983                 return NULL;
4984
4985         /*
4986          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4987          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4988          * as special swap entry in the CPU page table.
4989          */
4990         if (is_device_private_entry(ent)) {
4991                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4992                 /*
4993                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4994                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4995                  */
4996                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4997                         return NULL;
4998                 return page;
4999         }
5000
5001         /*
5002          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5003          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5004          */
5005         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5006         if (do_memsw_account())
5007                 entry->val = ent.val;
5008
5009         return page;
5010 }
5011 #else
5012 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5013                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5014 {
5015         return NULL;
5016 }
5017 #endif
5018
5019 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5020                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5021 {
5022         struct page *page = NULL;
5023         struct address_space *mapping;
5024         pgoff_t pgoff;
5025
5026         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5027                 return NULL;
5028         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5029                 return NULL;
5030
5031         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5032         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5033
5034         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5035 #ifdef CONFIG_SWAP
5036         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5037         if (shmem_mapping(mapping)) {
5038                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5039                 if (xa_is_value(page)) {
5040                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5041                         if (do_memsw_account())
5042                                 *entry = swp;
5043                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5044                                              swp_offset(swp));
5045                 }
5046         } else
5047                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5048 #else
5049         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5050 #endif
5051         return page;
5052 }
5053
5054 /**
5055  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5056  * @page: the page
5057  * @compound: charge the page as compound or small page
5058  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5059  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5060  *
5061  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5062  *
5063  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5064  * from old cgroup.
5065  */
5066 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5067                                    bool compound,
5068                                    struct mem_cgroup *from,
5069                                    struct mem_cgroup *to)
5070 {
5071         unsigned long flags;
5072         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5073         int ret;
5074         bool anon;
5075
5076         VM_BUG_ON(from == to);
5077         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5078         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5079
5080         /*
5081          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5082          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5083          */
5084         ret = -EBUSY;
5085         if (!trylock_page(page))
5086                 goto out;
5087
5088         ret = -EINVAL;
5089         if (page->mem_cgroup != from)
5090                 goto out_unlock;
5091
5092         anon = PageAnon(page);
5093
5094         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5095
5096         if (!anon && page_mapped(page)) {
5097                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5098                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5099         }
5100
5101         /*
5102          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5103          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5104          * So mapping should be stable for dirty pages.
5105          */
5106         if (!anon && PageDirty(page)) {
5107                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5108
5109                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5110                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5111                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5112                 }
5113         }
5114
5115         if (PageWriteback(page)) {
5116                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5117                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5118         }
5119
5120         /*
5121          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5122          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5123          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5124          */
5125
5126         /* caller should have done css_get */
5127         page->mem_cgroup = to;
5128         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5129
5130         ret = 0;
5131
5132         local_irq_disable();
5133         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5134         memcg_check_events(to, page);
5135         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5136         memcg_check_events(from, page);
5137         local_irq_enable();
5138 out_unlock:
5139         unlock_page(page);
5140 out:
5141         return ret;
5142 }
5143
5144 /**
5145  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5146  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5147  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5148  * @ptent: the pte to be checked
5149  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5150  *
5151  * Returns
5152  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5153  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5154  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5155  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5156  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5157  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5158  *     in target->ent.
5159  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5160  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5161  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5162  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5163  *     regular page.
5164  *
5165  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5166  *
5167  * Called with pte lock held.
5168  */
5169
5170 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5171                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5172 {
5173         struct page *page = NULL;
5174         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5175         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5176
5177         if (pte_present(ptent))
5178                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5179         else if (is_swap_pte(ptent))
5180                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5181         else if (pte_none(ptent))
5182                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5183
5184         if (!page && !ent.val)
5185                 return ret;
5186         if (page) {
5187                 /*
5188                  * Do only loose check w/o serialization.
5189                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5190                  * not under LRU exclusion.
5191                  */
5192                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5193                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5194                         if (is_device_private_page(page))
5195                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5196                         if (target)
5197                                 target->page = page;
5198                 }
5199                 if (!ret || !target)
5200                         put_page(page);
5201         }
5202         /*
5203          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5204          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5205          */
5206         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5207             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5208                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5209                 if (target)
5210                         target->ent = ent;
5211         }
5212         return ret;
5213 }
5214
5215 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5216 /*
5217  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5218  * not support them for now.
5219  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5220  */
5221 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5222                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5223 {
5224         struct page *page = NULL;
5225         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5226
5227         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5228                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5229                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5230                 return ret;
5231         }
5232         page = pmd_page(pmd);
5233         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5234         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5235                 return ret;
5236         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5237                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5238                 if (target) {
5239                         get_page(page);
5240                         target->page = page;
5241                 }
5242         }
5243         return ret;
5244 }
5245 #else
5246 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5247                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5248 {
5249         return MC_TARGET_NONE;
5250 }
5251 #endif
5252
5253 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5254                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5255                                         struct mm_walk *walk)
5256 {
5257         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5258         pte_t *pte;
5259         spinlock_t *ptl;
5260
5261         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5262         if (ptl) {
5263                 /*
5264                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5265                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5266                  * this might change.
5267                  */
5268                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5269                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5270                 spin_unlock(ptl);
5271                 return 0;
5272         }
5273
5274         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5275                 return 0;
5276         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5277         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5278                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5279                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5280         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5281         cond_resched();
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5287 {
5288         unsigned long precharge;
5289
5290         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5291                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5292                 .mm = mm,
5293         };
5294         down_read(&mm->mmap_sem);
5295         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5296                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5297         up_read(&mm->mmap_sem);
5298
5299         precharge = mc.precharge;
5300         mc.precharge = 0;
5301
5302         return precharge;
5303 }
5304
5305 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5306 {
5307         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5308
5309         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5310         mc.moving_task = current;
5311         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5312 }
5313
5314 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5315 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5316 {
5317         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5318         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5319
5320         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5321         if (mc.precharge) {
5322                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5323                 mc.precharge = 0;
5324         }
5325         /*
5326          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5327          * we must uncharge here.
5328          */
5329         if (mc.moved_charge) {
5330                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5331                 mc.moved_charge = 0;
5332         }
5333         /* we must fixup refcnts and charges */
5334         if (mc.moved_swap) {
5335                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5336                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5337                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5338
5339                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5340
5341                 /*
5342                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5343                  * should uncharge to->memory.
5344                  */
5345                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5346                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5347
5348                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5349                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5350
5351                 mc.moved_swap = 0;
5352         }
5353         memcg_oom_recover(from);
5354         memcg_oom_recover(to);
5355         wake_up_all(&mc.waitq);
5356 }
5357
5358 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5359 {
5360         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5361
5362         /*
5363          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5364          * task migration.
5365          */
5366         mc.moving_task = NULL;
5367         __mem_cgroup_clear_mc();
5368         spin_lock(&mc.lock);
5369         mc.from = NULL;
5370         mc.to = NULL;
5371         mc.mm = NULL;
5372         spin_unlock(&mc.lock);
5373
5374         mmput(mm);
5375 }
5376
5377 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5378 {
5379         struct cgroup_subsys_state *css;
5380         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5381         struct mem_cgroup *from;
5382         struct task_struct *leader, *p;
5383         struct mm_struct *mm;
5384         unsigned long move_flags;
5385         int ret = 0;
5386
5387         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5388         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5389                 return 0;
5390
5391         /*
5392          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5393          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5394          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5395          * multiple.
5396          */
5397         p = NULL;
5398         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5399                 WARN_ON_ONCE(p);
5400                 p = leader;
5401                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5402         }
5403         if (!p)
5404                 return 0;
5405
5406         /*
5407          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5408          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5409          * So we need to save it, and keep it going.
5410          */
5411         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5412         if (!move_flags)
5413                 return 0;
5414
5415         from = mem_cgroup_from_task(p);
5416
5417         VM_BUG_ON(from == memcg);
5418
5419         mm = get_task_mm(p);
5420         if (!mm)
5421                 return 0;
5422         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5423         if (mm->owner == p) {
5424                 VM_BUG_ON(mc.from);
5425                 VM_BUG_ON(mc.to);
5426                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5427                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5428                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5429
5430                 spin_lock(&mc.lock);
5431                 mc.mm = mm;
5432                 mc.from = from;
5433                 mc.to = memcg;
5434                 mc.flags = move_flags;
5435                 spin_unlock(&mc.lock);
5436                 /* We set mc.moving_task later */
5437
5438                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5439                 if (ret)
5440                         mem_cgroup_clear_mc();
5441         } else {
5442                 mmput(mm);
5443         }
5444         return ret;
5445 }
5446
5447 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5448 {
5449         if (mc.to)
5450                 mem_cgroup_clear_mc();
5451 }
5452
5453 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5454                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5455                                 struct mm_walk *walk)
5456 {
5457         int ret = 0;
5458         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5459         pte_t *pte;
5460         spinlock_t *ptl;
5461         enum mc_target_type target_type;
5462         union mc_target target;
5463         struct page *page;
5464
5465         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5466         if (ptl) {
5467                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5468                         spin_unlock(ptl);
5469                         return 0;
5470                 }
5471                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5472                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5473                         page = target.page;
5474                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5475                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5476                                                              mc.from, mc.to)) {
5477                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5478                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5479                                 }
5480                                 putback_lru_page(page);
5481                         }
5482                         put_page(page);
5483                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5484                         page = target.page;
5485                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5486                                                      mc.from, mc.to)) {
5487                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5488                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5489                         }
5490                         put_page(page);
5491                 }
5492                 spin_unlock(ptl);
5493                 return 0;
5494         }
5495
5496         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5497                 return 0;
5498 retry:
5499         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5500         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5501                 pte_t ptent = *(pte++);
5502                 bool device = false;
5503                 swp_entry_t ent;
5504
5505                 if (!mc.precharge)
5506                         break;
5507
5508                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5509                 case MC_TARGET_DEVICE:
5510                         device = true;
5511                         /* fall through */
5512                 case MC_TARGET_PAGE:
5513                         page = target.page;
5514                         /*
5515                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5516                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5517                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5518                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5519                          */
5520                         if (PageTransCompound(page))
5521                                 goto put;
5522                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5523                                 goto put;
5524                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5525                                                 mc.from, mc.to)) {
5526                                 mc.precharge--;
5527                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5528                                 mc.moved_charge++;
5529                         }
5530                         if (!device)
5531                                 putback_lru_page(page);
5532 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5533                         put_page(page);
5534                         break;
5535                 case MC_TARGET_SWAP:
5536                         ent = target.ent;
5537                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5538                                 mc.precharge--;
5539                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5540                                 mc.moved_swap++;
5541                         }
5542                         break;
5543                 default:
5544                         break;
5545                 }
5546         }
5547         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5548         cond_resched();
5549
5550         if (addr != end) {
5551                 /*
5552                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5553                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5554                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5555                  * phase.
5556                  */
5557                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5558                 if (!ret)
5559                         goto retry;
5560         }
5561
5562         return ret;
5563 }
5564
5565 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5566 {
5567         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5568                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5569                 .mm = mc.mm,
5570         };
5571
5572         lru_add_drain_all();
5573         /*
5574          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5575          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5576          * for already started RCU-only updates to finish.
5577          */
5578         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5579         synchronize_rcu();
5580 retry:
5581         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5582                 /*
5583                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5584                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5585                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5586                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5587                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5588                  */
5589                 __mem_cgroup_clear_mc();
5590                 cond_resched();
5591                 goto retry;
5592         }
5593         /*
5594          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5595          * additional charge, the page walk just aborts.
5596          */
5597         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5598
5599         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5600         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5601 }
5602
5603 static void mem_cgroup_move_task(void)
5604 {
5605         if (mc.to) {
5606                 mem_cgroup_move_charge();
5607                 mem_cgroup_clear_mc();
5608         }
5609 }
5610 #else   /* !CONFIG_MMU */
5611 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5612 {
5613         return 0;
5614 }
5615 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5616 {
5617 }
5618 static void mem_cgroup_move_task(void)
5619 {
5620 }
5621 #endif
5622
5623 /*
5624  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5625  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5626  * attempt.
5627  */
5628 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5629 {
5630         /*
5631          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5632          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5633          * on for the root memcg is enough.
5634          */
5635         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5636                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5637         else
5638                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5639 }
5640
5641 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5642 {
5643         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5644                 seq_puts(m, "max\n");
5645         else
5646                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5647
5648         return 0;
5649 }
5650
5651 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5652                                struct cftype *cft)
5653 {
5654         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5655
5656         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5657 }
5658
5659 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5660 {
5661         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5662                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5663 }
5664
5665 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5666                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5667 {
5668         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5669         unsigned long min;
5670         int err;
5671
5672         buf = strstrip(buf);
5673         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5674         if (err)
5675                 return err;
5676
5677         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5678
5679         return nbytes;
5680 }
5681
5682 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5683 {
5684         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5685                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5686 }
5687
5688 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5689                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5690 {
5691         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5692         unsigned long low;
5693         int err;
5694
5695         buf = strstrip(buf);
5696         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5697         if (err)
5698                 return err;
5699
5700         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5701
5702         return nbytes;
5703 }
5704
5705 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5706 {
5707         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5708 }
5709
5710 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5711                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5712 {
5713         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5714         unsigned long nr_pages;
5715         unsigned long high;
5716         int err;
5717
5718         buf = strstrip(buf);
5719         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5720         if (err)
5721                 return err;
5722
5723         memcg->high = high;
5724
5725         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5726         if (nr_pages > high)
5727                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5728                                              GFP_KERNEL, true);
5729
5730         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5731         return nbytes;
5732 }
5733
5734 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5735 {
5736         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5737                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5738 }
5739
5740 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5741                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5742 {
5743         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5744         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5745         bool drained = false;
5746         unsigned long max;
5747         int err;
5748
5749         buf = strstrip(buf);
5750         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5751         if (err)
5752                 return err;
5753
5754         xchg(&memcg->memory.max, max);
5755
5756         for (;;) {
5757                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5758
5759                 if (nr_pages <= max)
5760                         break;
5761
5762                 if (signal_pending(current)) {
5763                         err = -EINTR;
5764                         break;
5765                 }
5766
5767                 if (!drained) {
5768                         drain_all_stock(memcg);
5769                         drained = true;
5770                         continue;
5771                 }
5772
5773                 if (nr_reclaims) {
5774                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5775                                                           GFP_KERNEL, true))
5776                                 nr_reclaims--;
5777                         continue;
5778                 }
5779
5780                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5781                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5782                         break;
5783         }
5784
5785         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5786         return nbytes;
5787 }
5788
5789 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5790 {
5791         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5792         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5793         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5794         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5795         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5796                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5797 }
5798
5799 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5800 {
5801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5802
5803         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5804         return 0;
5805 }
5806
5807 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5808 {
5809         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5810
5811         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5812         return 0;
5813 }
5814
5815 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5816 {
5817         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5818         char *buf;
5819
5820         buf = memory_stat_format(memcg);
5821         if (!buf)
5822                 return -ENOMEM;
5823         seq_puts(m, buf);
5824         kfree(buf);
5825         return 0;
5826 }
5827
5828 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5829 {
5830         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5831
5832         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5833
5834         return 0;
5835 }
5836
5837 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5838                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5839 {
5840         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5841         int ret, oom_group;
5842
5843         buf = strstrip(buf);
5844         if (!buf)
5845                 return -EINVAL;
5846
5847         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5848         if (ret)
5849                 return ret;
5850
5851         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5852                 return -EINVAL;
5853
5854         memcg->oom_group = oom_group;
5855
5856         return nbytes;
5857 }
5858
5859 static struct cftype memory_files[] = {
5860         {
5861                 .name = "current",
5862                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5863                 .read_u64 = memory_current_read,
5864         },
5865         {
5866                 .name = "min",
5867                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5868                 .seq_show = memory_min_show,
5869                 .write = memory_min_write,
5870         },
5871         {
5872                 .name = "low",
5873                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5874                 .seq_show = memory_low_show,
5875                 .write = memory_low_write,
5876         },
5877         {
5878                 .name = "high",
5879                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5880                 .seq_show = memory_high_show,
5881                 .write = memory_high_write,
5882         },
5883         {
5884                 .name = "max",
5885                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5886                 .seq_show = memory_max_show,
5887                 .write = memory_max_write,
5888         },
5889         {
5890                 .name = "events",
5891                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5892                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5893                 .seq_show = memory_events_show,
5894         },
5895         {
5896                 .name = "events.local",
5897                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5898                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5899                 .seq_show = memory_events_local_show,
5900         },
5901         {
5902                 .name = "stat",
5903                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5904                 .seq_show = memory_stat_show,
5905         },
5906         {
5907                 .name = "oom.group",
5908                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5909                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5910                 .write = memory_oom_group_write,
5911         },
5912         { }     /* terminate */
5913 };
5914
5915 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5916         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5917         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5918         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5919         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5920         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5921         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5922         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5923         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5924         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5925         .bind = mem_cgroup_bind,
5926         .dfl_cftypes = memory_files,
5927         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5928         .early_init = 0,
5929 };
5930
5931 /**
5932  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5933  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5934  * @memcg: the memory cgroup to check
5935  *
5936  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5937  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5938  *
5939  * Returns one of the following:
5940  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5941  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5942  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5943  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5944  *
5945  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5946  *
5947  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5948  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5949  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5950  *
5951  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5952  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5953  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5954  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5955  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5956  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5957  * protected memory.
5958  *
5959  *                                             low_usage
5960  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5961  *                                        siblings_low_usage
5962  *
5963  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5964  * low_usage = |
5965  *             | 0, otherwise.
5966  *
5967  *
5968  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5969  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5970  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5971  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5972  * distribution.
5973  *
5974  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5975  *
5976  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5977  *    //\\
5978  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5979  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5980  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5981  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5982  *
5983  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5984  * is expected (approximately):
5985  *
5986  *     A/memory.current = 2G
5987  *
5988  *     B/memory.current = 1.3G
5989  *     C/memory.current = 0.6G
5990  *     D/memory.current = 0
5991  *     E/memory.current = 0
5992  *
5993  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5994  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5995  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5996  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5997  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5998  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5999  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6000  */
6001 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6002                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6003 {
6004         struct mem_cgroup *parent;
6005         unsigned long emin, parent_emin;
6006         unsigned long elow, parent_elow;
6007         unsigned long usage;
6008
6009         if (mem_cgroup_disabled())
6010                 return MEMCG_PROT_NONE;
6011
6012         if (!root)
6013                 root = root_mem_cgroup;
6014         if (memcg == root)
6015                 return MEMCG_PROT_NONE;
6016
6017         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6018         if (!usage)
6019                 return MEMCG_PROT_NONE;
6020
6021         emin = memcg->memory.min;
6022         elow = memcg->memory.low;
6023
6024         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6025         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6026         if (!parent)
6027                 return MEMCG_PROT_NONE;
6028
6029         if (parent == root)
6030                 goto exit;
6031
6032         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6033         emin = min(emin, parent_emin);
6034         if (emin && parent_emin) {
6035                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6036
6037                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6038                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6039                         &parent->memory.children_min_usage);
6040
6041                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6042                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6043                                    siblings_min_usage);
6044         }
6045
6046         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6047         elow = min(elow, parent_elow);
6048         if (elow && parent_elow) {
6049                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6050
6051                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6052                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6053                         &parent->memory.children_low_usage);
6054
6055                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6056                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6057                                    siblings_low_usage);
6058         }
6059
6060 exit:
6061         memcg->memory.emin = emin;
6062         memcg->memory.elow = elow;
6063
6064         if (usage <= emin)
6065                 return MEMCG_PROT_MIN;
6066         else if (usage <= elow)
6067                 return MEMCG_PROT_LOW;
6068         else
6069                 return MEMCG_PROT_NONE;
6070 }
6071
6072 /**
6073  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6074  * @page: page to charge
6075  * @mm: mm context of the victim
6076  * @gfp_mask: reclaim mode
6077  * @memcgp: charged memcg return
6078  * @compound: charge the page as compound or small page
6079  *
6080  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6081  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6082  *
6083  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6084  * Otherwise, an error code is returned.
6085  *
6086  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6087  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6088  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6089  */
6090 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6091                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6092                           bool compound)
6093 {
6094         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6095         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6096         int ret = 0;
6097
6098         if (mem_cgroup_disabled())
6099                 goto out;
6100
6101         if (PageSwapCache(page)) {
6102                 /*
6103                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6104                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6105                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6106                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6107                  * in turn serializes uncharging.
6108                  */
6109                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6110                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6111                         goto out;
6112
6113                 if (do_swap_account) {
6114                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6115                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6116
6117                         rcu_read_lock();
6118                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6119                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6120                                 memcg = NULL;
6121                         rcu_read_unlock();
6122                 }
6123         }
6124
6125         if (!memcg)
6126                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6127
6128         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6129
6130         css_put(&memcg->css);
6131 out:
6132         *memcgp = memcg;
6133         return ret;
6134 }
6135
6136 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6137                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6138                           bool compound)
6139 {
6140         struct mem_cgroup *memcg;
6141         int ret;
6142
6143         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6144         memcg = *memcgp;
6145         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6146         return ret;
6147 }
6148
6149 /**
6150  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6151  * @page: page to charge
6152  * @memcg: memcg to charge the page to
6153  * @lrucare: page might be on LRU already
6154  * @compound: charge the page as compound or small page
6155  *
6156  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6157  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6158  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6159  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6160  *
6161  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6162  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6163  *
6164  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6165  */
6166 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6167                               bool lrucare, bool compound)
6168 {
6169         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6170
6171         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6172         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6173
6174         if (mem_cgroup_disabled())
6175                 return;
6176         /*
6177          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6178          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6179          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6180          */
6181         if (!memcg)
6182                 return;
6183
6184         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6185
6186         local_irq_disable();
6187         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6188         memcg_check_events(memcg, page);
6189         local_irq_enable();
6190
6191         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6192                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6193                 /*
6194                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6195                  * let's not wait for it.  The page already received a
6196                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6197                  */
6198                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6199         }
6200 }
6201
6202 /**
6203  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6204  * @page: page to charge
6205  * @memcg: memcg to charge the page to
6206  * @compound: charge the page as compound or small page
6207  *
6208  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6209  */
6210 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6211                 bool compound)
6212 {
6213         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6214
6215         if (mem_cgroup_disabled())
6216                 return;
6217         /*
6218          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6219          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6220          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6221          */
6222         if (!memcg)
6223                 return;
6224
6225         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6226 }
6227
6228 struct uncharge_gather {
6229         struct mem_cgroup *memcg;
6230         unsigned long pgpgout;
6231         unsigned long nr_anon;
6232         unsigned long nr_file;
6233         unsigned long nr_kmem;
6234         unsigned long nr_huge;
6235         unsigned long nr_shmem;
6236         struct page *dummy_page;
6237 };
6238
6239 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6240 {
6241         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6242 }
6243
6244 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6245 {
6246         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6247         unsigned long flags;
6248
6249         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6250                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6251                 if (do_memsw_account())
6252                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6253                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6254                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6255                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6256         }
6257
6258         local_irq_save(flags);
6259         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6260         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6261         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6262         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6263         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6264         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6265         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6266         local_irq_restore(flags);
6267
6268         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6269                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6270 }
6271
6272 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6273 {
6274         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6275         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6276                         !PageHWPoison(page) , page);
6277
6278         if (!page->mem_cgroup)
6279                 return;
6280
6281         /*
6282          * Nobody should be changing or seriously looking at
6283          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6284          * exclusive access to the page.
6285          */
6286
6287         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6288                 if (ug->memcg) {
6289                         uncharge_batch(ug);
6290                         uncharge_gather_clear(ug);
6291                 }
6292                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6293         }
6294
6295         if (!PageKmemcg(page)) {
6296                 unsigned int nr_pages = 1;
6297
6298                 if (PageTransHuge(page)) {
6299                         nr_pages <<= compound_order(page);
6300                         ug->nr_huge += nr_pages;
6301                 }
6302                 if (PageAnon(page))
6303                         ug->nr_anon += nr_pages;
6304                 else {
6305                         ug->nr_file += nr_pages;
6306                         if (PageSwapBacked(page))
6307                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6308                 }
6309                 ug->pgpgout++;
6310         } else {
6311                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6312                 __ClearPageKmemcg(page);
6313         }
6314
6315         ug->dummy_page = page;
6316         page->mem_cgroup = NULL;
6317 }
6318
6319 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6320 {
6321         struct uncharge_gather ug;
6322         struct list_head *next;
6323
6324         uncharge_gather_clear(&ug);
6325
6326         /*
6327          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6328          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6329          */
6330         next = page_list->next;
6331         do {
6332                 struct page *page;
6333
6334                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6335                 next = page->lru.next;
6336
6337                 uncharge_page(page, &ug);
6338         } while (next != page_list);
6339
6340         if (ug.memcg)
6341                 uncharge_batch(&ug);
6342 }
6343
6344 /**
6345  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6346  * @page: page to uncharge
6347  *
6348  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6349  * mem_cgroup_commit_charge().
6350  */
6351 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6352 {
6353         struct uncharge_gather ug;
6354
6355         if (mem_cgroup_disabled())
6356                 return;
6357
6358         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6359         if (!page->mem_cgroup)
6360                 return;
6361
6362         uncharge_gather_clear(&ug);
6363         uncharge_page(page, &ug);
6364         uncharge_batch(&ug);
6365 }
6366
6367 /**
6368  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6369  * @page_list: list of pages to uncharge
6370  *
6371  * Uncharge a list of pages previously charged with
6372  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6373  */
6374 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6375 {
6376         if (mem_cgroup_disabled())
6377                 return;
6378
6379         if (!list_empty(page_list))
6380                 uncharge_list(page_list);
6381 }
6382
6383 /**
6384  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6385  * @oldpage: currently circulating page
6386  * @newpage: replacement page
6387  *
6388  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6389  * be uncharged upon free.
6390  *
6391  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6392  */
6393 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6394 {
6395         struct mem_cgroup *memcg;
6396         unsigned int nr_pages;
6397         bool compound;
6398         unsigned long flags;
6399
6400         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6401         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6402         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6403         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6404                        newpage);
6405
6406         if (mem_cgroup_disabled())
6407                 return;
6408
6409         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6410         if (newpage->mem_cgroup)
6411                 return;
6412
6413         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6414         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6415         if (!memcg)
6416                 return;
6417
6418         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6419         compound = PageTransHuge(newpage);
6420         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6421
6422         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6423         if (do_memsw_account())
6424                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6425         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6426
6427         commit_charge(newpage, memcg, false);
6428
6429         local_irq_save(flags);
6430         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6431         memcg_check_events(memcg, newpage);
6432         local_irq_restore(flags);
6433 }
6434
6435 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6436 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6437
6438 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6439 {
6440         struct mem_cgroup *memcg;
6441
6442         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6443                 return;
6444
6445         /*
6446          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6447          * filled. It won't however, necessarily happen from
6448          * process context. So the test for root memcg given
6449          * the current task's memcg won't help us in this case.
6450          *
6451          * Respecting the original socket's memcg is a better
6452          * decision in this case.
6453          */
6454         if (sk->sk_memcg) {
6455                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6456                 return;
6457         }
6458
6459         rcu_read_lock();
6460         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6461         if (memcg == root_mem_cgroup)
6462                 goto out;
6463         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6464                 goto out;
6465         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6466                 sk->sk_memcg = memcg;
6467 out:
6468         rcu_read_unlock();
6469 }
6470
6471 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6472 {
6473         if (sk->sk_memcg)
6474                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6475 }
6476
6477 /**
6478  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6479  * @memcg: memcg to charge
6480  * @nr_pages: number of pages to charge
6481  *
6482  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6483  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6484  */
6485 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6486 {
6487         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6488
6489         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6490                 struct page_counter *fail;
6491
6492                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6493                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6494                         return true;
6495                 }
6496                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6497                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6498                 return false;
6499         }
6500
6501         /* Don't block in the packet receive path */
6502         if (in_softirq())
6503                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6504
6505         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6506
6507         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6508                 return true;
6509
6510         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6511         return false;
6512 }
6513
6514 /**
6515  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6516  * @memcg: memcg to uncharge
6517  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6518  */
6519 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6520 {
6521         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6522                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6523                 return;
6524         }
6525
6526         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6527
6528         refill_stock(memcg, nr_pages);
6529 }
6530
6531 static int __init cgroup_memory(char *s)
6532 {
6533         char *token;
6534
6535         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6536                 if (!*token)
6537                         continue;
6538                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6539                         cgroup_memory_nosocket = true;
6540                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6541                         cgroup_memory_nokmem = true;
6542         }
6543         return 0;
6544 }
6545 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6546
6547 /*
6548  * subsys_initcall() for memory controller.
6549  *
6550  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6551  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6552  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6553  * should be initialized from here.
6554  */
6555 static int __init mem_cgroup_init(void)
6556 {
6557         int cpu, node;
6558
6559 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6560         /*
6561          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6562          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6563          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6564          * destroyed simultaneously.
6565          */
6566         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6567         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6568 #endif
6569
6570         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6571                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6572
6573         for_each_possible_cpu(cpu)
6574                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6575                           drain_local_stock);
6576
6577         for_each_node(node) {
6578                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6579
6580                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6581                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6582
6583                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6584                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6585                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6586                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6587         }
6588
6589         return 0;
6590 }
6591 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6592
6593 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6594 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6595 {
6596         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6597                 /*
6598                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6599                  * always be >= 1.
6600                  */
6601                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6602                         VM_BUG_ON(1);
6603                         break;
6604                 }
6605                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6606                 if (!memcg)
6607                         memcg = root_mem_cgroup;
6608         }
6609         return memcg;
6610 }
6611
6612 /**
6613  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6614  * @page: page whose memsw charge to transfer
6615  * @entry: swap entry to move the charge to
6616  *
6617  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6618  */
6619 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6620 {
6621         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6622         unsigned int nr_entries;
6623         unsigned short oldid;
6624
6625         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6626         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6627
6628         if (!do_memsw_account())
6629                 return;
6630
6631         memcg = page->mem_cgroup;
6632
6633         /* Readahead page, never charged */
6634         if (!memcg)
6635                 return;
6636
6637         /*
6638          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6639          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6640          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6641          */
6642         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6643         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6644         /* Get references for the tail pages, too */
6645         if (nr_entries > 1)
6646                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6647         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6648                                    nr_entries);
6649         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6650         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6651
6652         page->mem_cgroup = NULL;
6653
6654         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6655                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6656
6657         if (memcg != swap_memcg) {
6658                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6659                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6660                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6661         }
6662
6663         /*
6664          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6665          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6666          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6667          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6668          */
6669         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6670         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6671                                      -nr_entries);
6672         memcg_check_events(memcg, page);
6673
6674         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6675                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6676 }
6677
6678 /**
6679  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6680  * @page: page being added to swap
6681  * @entry: swap entry to charge
6682  *
6683  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6684  *
6685  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6686  */
6687 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6688 {
6689         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6690         struct page_counter *counter;
6691         struct mem_cgroup *memcg;
6692         unsigned short oldid;
6693
6694         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6695                 return 0;
6696
6697         memcg = page->mem_cgroup;
6698
6699         /* Readahead page, never charged */
6700         if (!memcg)
6701                 return 0;
6702
6703         if (!entry.val) {
6704                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6705                 return 0;
6706         }
6707
6708         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6709
6710         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6711             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6712                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6713                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6714                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6715                 return -ENOMEM;
6716         }
6717
6718         /* Get references for the tail pages, too */
6719         if (nr_pages > 1)
6720                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6721         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6722         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6723         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6724
6725         return 0;
6726 }
6727
6728 /**
6729  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6730  * @entry: swap entry to uncharge
6731  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6732  */
6733 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6734 {
6735         struct mem_cgroup *memcg;
6736         unsigned short id;
6737
6738         if (!do_swap_account)
6739                 return;
6740
6741         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6742         rcu_read_lock();
6743         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6744         if (memcg) {
6745                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6746                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6747                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6748                         else
6749                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6750                 }
6751                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6752                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6753         }
6754         rcu_read_unlock();
6755 }
6756
6757 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6758 {
6759         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6760
6761         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6762                 return nr_swap_pages;
6763         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6764                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6765                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6766                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6767         return nr_swap_pages;
6768 }
6769
6770 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6771 {
6772         struct mem_cgroup *memcg;
6773
6774         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6775
6776         if (vm_swap_full())
6777                 return true;
6778         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6779                 return false;
6780
6781         memcg = page->mem_cgroup;
6782         if (!memcg)
6783                 return false;
6784
6785         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6786                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6787                         return true;
6788
6789         return false;
6790 }
6791
6792 /* for remember boot option*/
6793 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6794 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6795 #else
6796 static int really_do_swap_account __initdata;
6797 #endif
6798
6799 static int __init enable_swap_account(char *s)
6800 {
6801         if (!strcmp(s, "1"))
6802                 really_do_swap_account = 1;
6803         else if (!strcmp(s, "0"))
6804                 really_do_swap_account = 0;
6805         return 1;
6806 }
6807 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6808
6809 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6810                              struct cftype *cft)
6811 {
6812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6813
6814         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6815 }
6816
6817 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6818 {
6819         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6820                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6821 }
6822
6823 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6824                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6825 {
6826         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6827         unsigned long max;
6828         int err;
6829
6830         buf = strstrip(buf);
6831         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6832         if (err)
6833                 return err;
6834
6835         xchg(&memcg->swap.max, max);
6836
6837         return nbytes;
6838 }
6839
6840 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6841 {
6842         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6843
6844         seq_printf(m, "max %lu\n",
6845                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6846         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6847                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6848
6849         return 0;
6850 }
6851
6852 static struct cftype swap_files[] = {
6853         {
6854                 .name = "swap.current",
6855                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6856                 .read_u64 = swap_current_read,
6857         },
6858         {
6859                 .name = "swap.max",
6860                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6861                 .seq_show = swap_max_show,
6862                 .write = swap_max_write,
6863         },
6864         {
6865                 .name = "swap.events",
6866                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6867                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6868                 .seq_show = swap_events_show,
6869         },
6870         { }     /* terminate */
6871 };
6872
6873 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6874         {
6875                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6876                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6877                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6878         },
6879         {
6880                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6881                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6882                 .write = mem_cgroup_reset,
6883                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6884         },
6885         {
6886                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6887                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6888                 .write = mem_cgroup_write,
6889                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6890         },
6891         {
6892                 .name = "memsw.failcnt",
6893                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6894                 .write = mem_cgroup_reset,
6895                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6896         },
6897         { },    /* terminate */
6898 };
6899
6900 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6901 {
6902         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6903                 do_swap_account = 1;
6904                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6905                                                swap_files));
6906                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6907                                                   memsw_cgroup_files));
6908         }
6909         return 0;
6910 }
6911 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6912
6913 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */