2e405e058edae61175dc4b6fb2df71dd8eb70e81
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
490                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
491         else
492                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
493         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
494                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
495         if (memcg)
496                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
497         rcu_read_unlock();
498         return ino;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_node *
502 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505
506         return memcg->nodeinfo[nid];
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
510 soft_limit_tree_node(int nid)
511 {
512         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
516 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
517 {
518         int nid = page_to_nid(page);
519
520         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
530         bool rightmost = true;
531
532         if (mz->on_tree)
533                 return;
534
535         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
536         if (!mz->usage_in_excess)
537                 return;
538         while (*p) {
539                 parent = *p;
540                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
541                                         tree_node);
542                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
543                         p = &(*p)->rb_left;
544                         rightmost = false;
545                 }
546
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554
555         if (rightmost)
556                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
557
558         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
559         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
560         mz->on_tree = true;
561 }
562
563 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
564                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568
569         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
570                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
571
572         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
573         mz->on_tree = false;
574 }
575
576 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
577                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
578 {
579         unsigned long flags;
580
581         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
583         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
584 }
585
586 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
587 {
588         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
589         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
590         unsigned long excess = 0;
591
592         if (nr_pages > soft_limit)
593                 excess = nr_pages - soft_limit;
594
595         return excess;
596 }
597
598 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
599 {
600         unsigned long excess;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
603
604         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
605         if (!mctz)
606                 return;
607         /*
608          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
609          * because their event counter is not touched.
610          */
611         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
612                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
613                 excess = soft_limit_excess(memcg);
614                 /*
615                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
616                  * mem is over its softlimit.
617                  */
618                 if (excess || mz->on_tree) {
619                         unsigned long flags;
620
621                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
622                         /* if on-tree, remove it */
623                         if (mz->on_tree)
624                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
625                         /*
626                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
627                          * If excess is 0, no tree ops.
628                          */
629                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
630                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
631                 }
632         }
633 }
634
635 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
638         struct mem_cgroup_per_node *mz;
639         int nid;
640
641         for_each_node(nid) {
642                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
643                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
644                 if (mctz)
645                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
646         }
647 }
648
649 static struct mem_cgroup_per_node *
650 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
651 {
652         struct mem_cgroup_per_node *mz;
653
654 retry:
655         mz = NULL;
656         if (!mctz->rb_rightmost)
657                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
658
659         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
660                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
661         /*
662          * Remove the node now but someone else can add it back,
663          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
664          * position in the tree.
665          */
666         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
667         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
668             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
669                 goto retry;
670 done:
671         return mz;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
676 {
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678
679         spin_lock_irq(&mctz->lock);
680         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
681         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
682         return mz;
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         long x;
694
695         if (mem_cgroup_disabled())
696                 return;
697
698         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
699         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
700                 struct mem_cgroup *mi;
701
702                 /*
703                  * Batch local counters to keep them in sync with
704                  * the hierarchical ones.
705                  */
706                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
707                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
708                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
709                 x = 0;
710         }
711         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
712 }
713
714 static struct mem_cgroup_per_node *
715 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
716 {
717         struct mem_cgroup *parent;
718
719         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
720         if (!parent)
721                 return NULL;
722         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
723 }
724
725 /**
726  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
727  * @lruvec: the lruvec
728  * @idx: the stat item
729  * @val: delta to add to the counter, can be negative
730  *
731  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
732  * function updates the all three counters that are affected by a
733  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
734  */
735 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
736                         int val)
737 {
738         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
739         struct mem_cgroup_per_node *pn;
740         struct mem_cgroup *memcg;
741         long x;
742
743         /* Update node */
744         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
745
746         if (mem_cgroup_disabled())
747                 return;
748
749         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
750         memcg = pn->memcg;
751
752         /* Update memcg */
753         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
754
755         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
756         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
757                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
758
759                 /*
760                  * Batch local counters to keep them in sync with
761                  * the hierarchical ones.
762                  */
763                 __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], x);
764                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
765                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
766                 x = 0;
767         }
768         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
769 }
770
771 /**
772  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
773  * @memcg: the memory cgroup
774  * @idx: the event item
775  * @count: the number of events that occured
776  */
777 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
778                           unsigned long count)
779 {
780         unsigned long x;
781
782         if (mem_cgroup_disabled())
783                 return;
784
785         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
786         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
787                 struct mem_cgroup *mi;
788
789                 /*
790                  * Batch local counters to keep them in sync with
791                  * the hierarchical ones.
792                  */
793                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
794                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
795                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
796                 x = 0;
797         }
798         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
799 }
800
801 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
802 {
803         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
804 }
805
806 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
807 {
808         long x = 0;
809         int cpu;
810
811         for_each_possible_cpu(cpu)
812                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
813         return x;
814 }
815
816 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
817                                          struct page *page,
818                                          bool compound, int nr_pages)
819 {
820         /*
821          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
822          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
823          */
824         if (PageAnon(page))
825                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
826         else {
827                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
828                 if (PageSwapBacked(page))
829                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
830         }
831
832         if (compound) {
833                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
834                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
835         }
836
837         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
838         if (nr_pages > 0)
839                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
840         else {
841                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
842                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
843         }
844
845         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
846 }
847
848 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
849                                        enum mem_cgroup_events_target target)
850 {
851         unsigned long val, next;
852
853         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
854         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
855         /* from time_after() in jiffies.h */
856         if ((long)(next - val) < 0) {
857                 switch (target) {
858                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
859                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
860                         break;
861                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
862                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
863                         break;
864                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
865                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
866                         break;
867                 default:
868                         break;
869                 }
870                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
871                 return true;
872         }
873         return false;
874 }
875
876 /*
877  * Check events in order.
878  *
879  */
880 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
881 {
882         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
883         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
884                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
885                 bool do_softlimit;
886                 bool do_numainfo __maybe_unused;
887
888                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
889                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
890 #if MAX_NUMNODES > 1
891                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
892                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
893 #endif
894                 mem_cgroup_threshold(memcg);
895                 if (unlikely(do_softlimit))
896                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
897 #if MAX_NUMNODES > 1
898                 if (unlikely(do_numainfo))
899                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
900 #endif
901         }
902 }
903
904 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
905 {
906         /*
907          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
908          * if it races with swapoff, page migration, etc.
909          * So this can be called with p == NULL.
910          */
911         if (unlikely(!p))
912                 return NULL;
913
914         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
915 }
916 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
917
918 /**
919  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
920  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
921  *
922  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
923  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
924  * returned.
925  */
926 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
927 {
928         struct mem_cgroup *memcg;
929
930         if (mem_cgroup_disabled())
931                 return NULL;
932
933         rcu_read_lock();
934         do {
935                 /*
936                  * Page cache insertions can happen withou an
937                  * actual mm context, e.g. during disk probing
938                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
939                  */
940                 if (unlikely(!mm))
941                         memcg = root_mem_cgroup;
942                 else {
943                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
944                         if (unlikely(!memcg))
945                                 memcg = root_mem_cgroup;
946                 }
947         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
948         rcu_read_unlock();
949         return memcg;
950 }
951 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
952
953 /**
954  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
955  * @page: page from which memcg should be extracted.
956  *
957  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
958  * root_mem_cgroup is returned.
959  */
960 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
961 {
962         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
963
964         if (mem_cgroup_disabled())
965                 return NULL;
966
967         rcu_read_lock();
968         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
969                 memcg = root_mem_cgroup;
970         rcu_read_unlock();
971         return memcg;
972 }
973 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
974
975 /**
976  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
977  */
978 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
979 {
980         if (unlikely(current->active_memcg)) {
981                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
982
983                 rcu_read_lock();
984                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
985                         memcg = current->active_memcg;
986                 rcu_read_unlock();
987                 return memcg;
988         }
989         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
990 }
991
992 /**
993  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
994  * @root: hierarchy root
995  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
996  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
997  *
998  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
999  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1000  *
1001  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1002  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1003  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1004  *
1005  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1006  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1007  * reclaimers operating on the same node and priority.
1008  */
1009 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1010                                    struct mem_cgroup *prev,
1011                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1012 {
1013         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1014         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1015         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1016         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1017
1018         if (mem_cgroup_disabled())
1019                 return NULL;
1020
1021         if (!root)
1022                 root = root_mem_cgroup;
1023
1024         if (prev && !reclaim)
1025                 pos = prev;
1026
1027         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1028                 if (prev)
1029                         goto out;
1030                 return root;
1031         }
1032
1033         rcu_read_lock();
1034
1035         if (reclaim) {
1036                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1037
1038                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1039                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1040
1041                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1042                         goto out_unlock;
1043
1044                 while (1) {
1045                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1046                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1047                                 break;
1048                         /*
1049                          * css reference reached zero, so iter->position will
1050                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1051                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1052                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1053                          * might block it. So we clear iter->position right
1054                          * away.
1055                          */
1056                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1057                 }
1058         }
1059
1060         if (pos)
1061                 css = &pos->css;
1062
1063         for (;;) {
1064                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1065                 if (!css) {
1066                         /*
1067                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1068                          * new one might jump in right at the end of
1069                          * the hierarchy - make sure they see at least
1070                          * one group and restart from the beginning.
1071                          */
1072                         if (!prev)
1073                                 continue;
1074                         break;
1075                 }
1076
1077                 /*
1078                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1079                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1080                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1081                  */
1082                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1083
1084                 if (css == &root->css)
1085                         break;
1086
1087                 if (css_tryget(css))
1088                         break;
1089
1090                 memcg = NULL;
1091         }
1092
1093         if (reclaim) {
1094                 /*
1095                  * The position could have already been updated by a competing
1096                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1097                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1098                  */
1099                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1100
1101                 if (pos)
1102                         css_put(&pos->css);
1103
1104                 if (!memcg)
1105                         iter->generation++;
1106                 else if (!prev)
1107                         reclaim->generation = iter->generation;
1108         }
1109
1110 out_unlock:
1111         rcu_read_unlock();
1112 out:
1113         if (prev && prev != root)
1114                 css_put(&prev->css);
1115
1116         return memcg;
1117 }
1118
1119 /**
1120  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1121  * @root: hierarchy root
1122  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1123  */
1124 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1125                            struct mem_cgroup *prev)
1126 {
1127         if (!root)
1128                 root = root_mem_cgroup;
1129         if (prev && prev != root)
1130                 css_put(&prev->css);
1131 }
1132
1133 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1134                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1135 {
1136         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1137         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1138         int nid;
1139         int i;
1140
1141         for_each_node(nid) {
1142                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1143                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1144                         iter = &mz->iter[i];
1145                         cmpxchg(&iter->position,
1146                                 dead_memcg, NULL);
1147                 }
1148         }
1149 }
1150
1151 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1152 {
1153         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1154         struct mem_cgroup *last;
1155
1156         do {
1157                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1158                 last = memcg;
1159         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1160
1161         /*
1162          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1163          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1164          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1165          * dead_memcg from cgroup root separately.
1166          */
1167         if (last != root_mem_cgroup)
1168                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1169                                                 dead_memcg);
1170 }
1171
1172 /**
1173  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1174  * @memcg: hierarchy root
1175  * @fn: function to call for each task
1176  * @arg: argument passed to @fn
1177  *
1178  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1179  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1180  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1181  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1182  *
1183  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1184  */
1185 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1186                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1187 {
1188         struct mem_cgroup *iter;
1189         int ret = 0;
1190
1191         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1192
1193         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1194                 struct css_task_iter it;
1195                 struct task_struct *task;
1196
1197                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1198                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1199                         ret = fn(task, arg);
1200                 css_task_iter_end(&it);
1201                 if (ret) {
1202                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1203                         break;
1204                 }
1205         }
1206         return ret;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1211  * @page: the page
1212  * @pgdat: pgdat of the page
1213  *
1214  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1215  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1216  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1217  */
1218 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1219 {
1220         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1221         struct mem_cgroup *memcg;
1222         struct lruvec *lruvec;
1223
1224         if (mem_cgroup_disabled()) {
1225                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1226                 goto out;
1227         }
1228
1229         memcg = page->mem_cgroup;
1230         /*
1231          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1232          * possibly migrated - before they are charged.
1233          */
1234         if (!memcg)
1235                 memcg = root_mem_cgroup;
1236
1237         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1238         lruvec = &mz->lruvec;
1239 out:
1240         /*
1241          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1242          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1243          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1244          */
1245         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1246                 lruvec->pgdat = pgdat;
1247         return lruvec;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1252  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1253  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1254  * @zid: zone id of the accounted pages
1255  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1256  *
1257  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1258  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1259  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1260  */
1261 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1262                                 int zid, int nr_pages)
1263 {
1264         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1265         unsigned long *lru_size;
1266         long size;
1267
1268         if (mem_cgroup_disabled())
1269                 return;
1270
1271         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1272         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1273
1274         if (nr_pages < 0)
1275                 *lru_size += nr_pages;
1276
1277         size = *lru_size;
1278         if (WARN_ONCE(size < 0,
1279                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1280                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1281                 VM_BUG_ON(1);
1282                 *lru_size = 0;
1283         }
1284
1285         if (nr_pages > 0)
1286                 *lru_size += nr_pages;
1287 }
1288
1289 /**
1290  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1291  * @memcg: the memory cgroup
1292  *
1293  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1294  * pages.
1295  */
1296 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1297 {
1298         unsigned long margin = 0;
1299         unsigned long count;
1300         unsigned long limit;
1301
1302         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1303         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1304         if (count < limit)
1305                 margin = limit - count;
1306
1307         if (do_memsw_account()) {
1308                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1309                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1310                 if (count <= limit)
1311                         margin = min(margin, limit - count);
1312                 else
1313                         margin = 0;
1314         }
1315
1316         return margin;
1317 }
1318
1319 /*
1320  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1321  *
1322  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1323  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1324  * caused by "move".
1325  */
1326 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1327 {
1328         struct mem_cgroup *from;
1329         struct mem_cgroup *to;
1330         bool ret = false;
1331         /*
1332          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1333          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1334          */
1335         spin_lock(&mc.lock);
1336         from = mc.from;
1337         to = mc.to;
1338         if (!from)
1339                 goto unlock;
1340
1341         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1342                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1343 unlock:
1344         spin_unlock(&mc.lock);
1345         return ret;
1346 }
1347
1348 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1349 {
1350         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1351                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1352                         DEFINE_WAIT(wait);
1353                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1354                         /* moving charge context might have finished. */
1355                         if (mc.moving_task)
1356                                 schedule();
1357                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1358                         return true;
1359                 }
1360         }
1361         return false;
1362 }
1363
1364 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1365 {
1366         struct seq_buf s;
1367         int i;
1368
1369         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1370         if (!s.buffer)
1371                 return NULL;
1372
1373         /*
1374          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1375          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1376          *
1377          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1378          * 1) generic big picture -> specifics and details
1379          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1380          *
1381          * Current memory state:
1382          */
1383
1384         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1385                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1386                        PAGE_SIZE);
1387         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1388                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1389                        PAGE_SIZE);
1390         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1391                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1392                        1024);
1393         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1394                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1395                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1396                        PAGE_SIZE);
1397         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1398                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1399                        PAGE_SIZE);
1400
1401         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1402                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1403                        PAGE_SIZE);
1404         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1405                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1406                        PAGE_SIZE);
1407         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1408                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1409                        PAGE_SIZE);
1410         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1411                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1412                        PAGE_SIZE);
1413
1414         /*
1415          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1416          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1417          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1418          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1419          */
1420         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1421                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1422                        PAGE_SIZE);
1423
1424         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1425                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1426                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1427                                PAGE_SIZE);
1428
1429         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1430                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1431                        PAGE_SIZE);
1432         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1433                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1434                        PAGE_SIZE);
1435
1436         /* Accumulated memory events */
1437
1438         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1439         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1440
1441         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1442                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1443         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1444                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1445         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1446                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1447
1448         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1449         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1450                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1451                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1452         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1453                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1454                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1455         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1456         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1457         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1458         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1459
1460 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1461         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1462                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1463         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1464                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1465 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1466
1467         /* The above should easily fit into one page */
1468         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1469
1470         return s.buffer;
1471 }
1472
1473 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1474 /**
1475  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1476  * memory controller.
1477  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1478  * @p: Task that is going to be killed
1479  *
1480  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1481  * enabled
1482  */
1483 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1484 {
1485         rcu_read_lock();
1486
1487         if (memcg) {
1488                 pr_cont(",oom_memcg=");
1489                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1490         } else
1491                 pr_cont(",global_oom");
1492         if (p) {
1493                 pr_cont(",task_memcg=");
1494                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1495         }
1496         rcu_read_unlock();
1497 }
1498
1499 /**
1500  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1501  * memory controller.
1502  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1503  */
1504 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1505 {
1506         char *buf;
1507
1508         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1509                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1510                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1511         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1512                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1513                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1514                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1515         else {
1516                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1517                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1518                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1519                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1520                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1521                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1522         }
1523
1524         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1525         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1526         pr_cont(":");
1527         buf = memory_stat_format(memcg);
1528         if (!buf)
1529                 return;
1530         pr_info("%s", buf);
1531         kfree(buf);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1536  */
1537 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         unsigned long max;
1540
1541         max = memcg->memory.max;
1542         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1543                 unsigned long memsw_max;
1544                 unsigned long swap_max;
1545
1546                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1547                 swap_max = memcg->swap.max;
1548                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1549                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1550         }
1551         return max;
1552 }
1553
1554 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1555                                      int order)
1556 {
1557         struct oom_control oc = {
1558                 .zonelist = NULL,
1559                 .nodemask = NULL,
1560                 .memcg = memcg,
1561                 .gfp_mask = gfp_mask,
1562                 .order = order,
1563         };
1564         bool ret;
1565
1566         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1567                 return true;
1568         /*
1569          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1570          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1571          */
1572         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1573         mutex_unlock(&oom_lock);
1574         return ret;
1575 }
1576
1577 #if MAX_NUMNODES > 1
1578
1579 /**
1580  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1581  * @memcg: the target memcg
1582  * @nid: the node ID to be checked.
1583  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1584  *
1585  * This function returns whether the specified memcg contains any
1586  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1587  * pages in the node.
1588  */
1589 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1590                 int nid, bool noswap)
1591 {
1592         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1593
1594         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1595             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1596                 return true;
1597         if (noswap || !total_swap_pages)
1598                 return false;
1599         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1600             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1601                 return true;
1602         return false;
1603
1604 }
1605
1606 /*
1607  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1608  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1609  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1610  *
1611  */
1612 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1613 {
1614         int nid;
1615         /*
1616          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1617          * pagein/pageout changes since the last update.
1618          */
1619         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1620                 return;
1621         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1622                 return;
1623
1624         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1625         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1626
1627         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1628
1629                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1630                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1631         }
1632
1633         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1634         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1639  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1640  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1641  *
1642  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1643  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1644  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1645  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1646  *
1647  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1648  */
1649 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1650 {
1651         int node;
1652
1653         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1654         node = memcg->last_scanned_node;
1655
1656         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1657         /*
1658          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1659          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1660          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1661          */
1662         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1663                 node = numa_node_id();
1664
1665         memcg->last_scanned_node = node;
1666         return node;
1667 }
1668 #else
1669 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1670 {
1671         return 0;
1672 }
1673 #endif
1674
1675 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1676                                    pg_data_t *pgdat,
1677                                    gfp_t gfp_mask,
1678                                    unsigned long *total_scanned)
1679 {
1680         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1681         int total = 0;
1682         int loop = 0;
1683         unsigned long excess;
1684         unsigned long nr_scanned;
1685         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1686                 .pgdat = pgdat,
1687                 .priority = 0,
1688         };
1689
1690         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1691
1692         while (1) {
1693                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1694                 if (!victim) {
1695                         loop++;
1696                         if (loop >= 2) {
1697                                 /*
1698                                  * If we have not been able to reclaim
1699                                  * anything, it might because there are
1700                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1701                                  */
1702                                 if (!total)
1703                                         break;
1704                                 /*
1705                                  * We want to do more targeted reclaim.
1706                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1707                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1708                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1709                                  */
1710                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1711                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1712                                         break;
1713                         }
1714                         continue;
1715                 }
1716                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1717                                         pgdat, &nr_scanned);
1718                 *total_scanned += nr_scanned;
1719                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1720                         break;
1721         }
1722         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1723         return total;
1724 }
1725
1726 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1727 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1728         .name = "memcg_oom_lock",
1729 };
1730 #endif
1731
1732 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1733
1734 /*
1735  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1736  * If someone is running, return false.
1737  */
1738 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1739 {
1740         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1741
1742         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1743
1744         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1745                 if (iter->oom_lock) {
1746                         /*
1747                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1748                          * so we cannot give a lock.
1749                          */
1750                         failed = iter;
1751                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1752                         break;
1753                 } else
1754                         iter->oom_lock = true;
1755         }
1756
1757         if (failed) {
1758                 /*
1759                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1760                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1761                  */
1762                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1763                         if (iter == failed) {
1764                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1765                                 break;
1766                         }
1767                         iter->oom_lock = false;
1768                 }
1769         } else
1770                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1771
1772         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1773
1774         return !failed;
1775 }
1776
1777 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         struct mem_cgroup *iter;
1780
1781         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1782         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1783         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1784                 iter->oom_lock = false;
1785         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1786 }
1787
1788 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1789 {
1790         struct mem_cgroup *iter;
1791
1792         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1793         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1794                 iter->under_oom++;
1795         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1796 }
1797
1798 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1799 {
1800         struct mem_cgroup *iter;
1801
1802         /*
1803          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1804          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1805          */
1806         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1807         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1808                 if (iter->under_oom > 0)
1809                         iter->under_oom--;
1810         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1811 }
1812
1813 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1814
1815 struct oom_wait_info {
1816         struct mem_cgroup *memcg;
1817         wait_queue_entry_t      wait;
1818 };
1819
1820 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1821         unsigned mode, int sync, void *arg)
1822 {
1823         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1824         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1825         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1826
1827         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1828         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1829
1830         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1831             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1832                 return 0;
1833         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1834 }
1835
1836 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         /*
1839          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1840          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1841          * this function is called as a result of userland actions
1842          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1843          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1844          * triggering notification.
1845          */
1846         if (memcg && memcg->under_oom)
1847                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1848 }
1849
1850 enum oom_status {
1851         OOM_SUCCESS,
1852         OOM_FAILED,
1853         OOM_ASYNC,
1854         OOM_SKIPPED
1855 };
1856
1857 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1858 {
1859         enum oom_status ret;
1860         bool locked;
1861
1862         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1863                 return OOM_SKIPPED;
1864
1865         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1866
1867         /*
1868          * We are in the middle of the charge context here, so we
1869          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1870          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1871          *
1872          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1873          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1874          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1875          * released.
1876          *
1877          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1878          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1879          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1880          * invoke the oom killer here.
1881          *
1882          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1883          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1884          */
1885         if (memcg->oom_kill_disable) {
1886                 if (!current->in_user_fault)
1887                         return OOM_SKIPPED;
1888                 css_get(&memcg->css);
1889                 current->memcg_in_oom = memcg;
1890                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1891                 current->memcg_oom_order = order;
1892
1893                 return OOM_ASYNC;
1894         }
1895
1896         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1897
1898         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1899
1900         if (locked)
1901                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1902
1903         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1904         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1905                 ret = OOM_SUCCESS;
1906         else
1907                 ret = OOM_FAILED;
1908
1909         if (locked)
1910                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1911
1912         return ret;
1913 }
1914
1915 /**
1916  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1917  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1918  *
1919  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1920  * handler was enabled.
1921  *
1922  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1923  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1924  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1925  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1926  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1927  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1928  *
1929  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1930  * completed, %false otherwise.
1931  */
1932 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1933 {
1934         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1935         struct oom_wait_info owait;
1936         bool locked;
1937
1938         /* OOM is global, do not handle */
1939         if (!memcg)
1940                 return false;
1941
1942         if (!handle)
1943                 goto cleanup;
1944
1945         owait.memcg = memcg;
1946         owait.wait.flags = 0;
1947         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1948         owait.wait.private = current;
1949         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1950
1951         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1952         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1953
1954         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1955
1956         if (locked)
1957                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1958
1959         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1960                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1961                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1962                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1963                                          current->memcg_oom_order);
1964         } else {
1965                 schedule();
1966                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1967                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1968         }
1969
1970         if (locked) {
1971                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1972                 /*
1973                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1974                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1975                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1976                  */
1977                 memcg_oom_recover(memcg);
1978         }
1979 cleanup:
1980         current->memcg_in_oom = NULL;
1981         css_put(&memcg->css);
1982         return true;
1983 }
1984
1985 /**
1986  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1987  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1988  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1989  *
1990  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1991  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1992  *
1993  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1994  */
1995 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1996                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1997 {
1998         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1999         struct mem_cgroup *memcg;
2000
2001         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2002                 return NULL;
2003
2004         if (!oom_domain)
2005                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2006
2007         rcu_read_lock();
2008
2009         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2010         if (memcg == root_mem_cgroup)
2011                 goto out;
2012
2013         /*
2014          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2015          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2016          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2017          */
2018         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2019                 if (memcg->oom_group)
2020                         oom_group = memcg;
2021
2022                 if (memcg == oom_domain)
2023                         break;
2024         }
2025
2026         if (oom_group)
2027                 css_get(&oom_group->css);
2028 out:
2029         rcu_read_unlock();
2030
2031         return oom_group;
2032 }
2033
2034 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2035 {
2036         pr_info("Tasks in ");
2037         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2038         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2039 }
2040
2041 /**
2042  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2043  * @page: the page
2044  *
2045  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2046  * another cgroup.
2047  *
2048  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2049  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2050  * when @page might get freed inside the locked section.
2051  */
2052 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2053 {
2054         struct mem_cgroup *memcg;
2055         unsigned long flags;
2056
2057         /*
2058          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2059          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2060          * because page moving starts with an RCU grace period.
2061          *
2062          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2063          * the page state that is going to change is the only thing
2064          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2065          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2066          * keep off truncation, migration and so forth.
2067          */
2068         rcu_read_lock();
2069
2070         if (mem_cgroup_disabled())
2071                 return NULL;
2072 again:
2073         memcg = page->mem_cgroup;
2074         if (unlikely(!memcg))
2075                 return NULL;
2076
2077         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2078                 return memcg;
2079
2080         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2081         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2082                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2083                 goto again;
2084         }
2085
2086         /*
2087          * When charge migration first begins, we can have locked and
2088          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2089          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2090          */
2091         memcg->move_lock_task = current;
2092         memcg->move_lock_flags = flags;
2093
2094         return memcg;
2095 }
2096 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2097
2098 /**
2099  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2100  * @memcg: the memcg
2101  *
2102  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2103  */
2104 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2105 {
2106         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2107                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2108
2109                 memcg->move_lock_task = NULL;
2110                 memcg->move_lock_flags = 0;
2111
2112                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2113         }
2114
2115         rcu_read_unlock();
2116 }
2117
2118 /**
2119  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2120  * @page: the page
2121  */
2122 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2123 {
2124         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2125 }
2126 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2127
2128 struct memcg_stock_pcp {
2129         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2130         unsigned int nr_pages;
2131         struct work_struct work;
2132         unsigned long flags;
2133 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2134 };
2135 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2136 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2137
2138 /**
2139  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2140  * @memcg: memcg to consume from.
2141  * @nr_pages: how many pages to charge.
2142  *
2143  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2144  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2145  * service an allocation will refill the stock.
2146  *
2147  * returns true if successful, false otherwise.
2148  */
2149 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2150 {
2151         struct memcg_stock_pcp *stock;
2152         unsigned long flags;
2153         bool ret = false;
2154
2155         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2156                 return ret;
2157
2158         local_irq_save(flags);
2159
2160         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2161         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2162                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2163                 ret = true;
2164         }
2165
2166         local_irq_restore(flags);
2167
2168         return ret;
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2173  */
2174 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2175 {
2176         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2177
2178         if (stock->nr_pages) {
2179                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2180                 if (do_memsw_account())
2181                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2182                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2183                 stock->nr_pages = 0;
2184         }
2185         stock->cached = NULL;
2186 }
2187
2188 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2189 {
2190         struct memcg_stock_pcp *stock;
2191         unsigned long flags;
2192
2193         /*
2194          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2195          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2196          */
2197         local_irq_save(flags);
2198
2199         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2200         drain_stock(stock);
2201         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2202
2203         local_irq_restore(flags);
2204 }
2205
2206 /*
2207  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2208  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2209  */
2210 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2211 {
2212         struct memcg_stock_pcp *stock;
2213         unsigned long flags;
2214
2215         local_irq_save(flags);
2216
2217         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2218         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2219                 drain_stock(stock);
2220                 stock->cached = memcg;
2221         }
2222         stock->nr_pages += nr_pages;
2223
2224         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2225                 drain_stock(stock);
2226
2227         local_irq_restore(flags);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2232  * of the hierarchy under it.
2233  */
2234 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2235 {
2236         int cpu, curcpu;
2237
2238         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2239         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2240                 return;
2241         /*
2242          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2243          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2244          * as well as workers from this path always operate on the local
2245          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2246          */
2247         curcpu = get_cpu();
2248         for_each_online_cpu(cpu) {
2249                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2250                 struct mem_cgroup *memcg;
2251
2252                 memcg = stock->cached;
2253                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2254                         continue;
2255                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2256                         css_put(&memcg->css);
2257                         continue;
2258                 }
2259                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2260                         if (cpu == curcpu)
2261                                 drain_local_stock(&stock->work);
2262                         else
2263                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2264                 }
2265                 css_put(&memcg->css);
2266         }
2267         put_cpu();
2268         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2269 }
2270
2271 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2272 {
2273         struct memcg_stock_pcp *stock;
2274         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2275
2276         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2277         drain_stock(stock);
2278
2279         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2280                 int i;
2281
2282                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2283                         int nid;
2284                         long x;
2285
2286                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2287                         if (x)
2288                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2289                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2290
2291                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2292                                 continue;
2293
2294                         for_each_node(nid) {
2295                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2296
2297                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2298                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2299                                 if (x)
2300                                         do {
2301                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2302                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2303                         }
2304                 }
2305
2306                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2307                         long x;
2308
2309                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2310                         if (x)
2311                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2312                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2313                 }
2314         }
2315
2316         return 0;
2317 }
2318
2319 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2320                          unsigned int nr_pages,
2321                          gfp_t gfp_mask)
2322 {
2323         do {
2324                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2325                         continue;
2326                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2327                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2328         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2329 }
2330
2331 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2332 {
2333         struct mem_cgroup *memcg;
2334
2335         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2336         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2337 }
2338
2339 /*
2340  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2341  * and reclaims memory over the high limit.
2342  */
2343 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2344 {
2345         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2346         struct mem_cgroup *memcg;
2347
2348         if (likely(!nr_pages))
2349                 return;
2350
2351         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2352         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2353         css_put(&memcg->css);
2354         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2355 }
2356
2357 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2358                       unsigned int nr_pages)
2359 {
2360         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2361         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2362         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2363         struct page_counter *counter;
2364         unsigned long nr_reclaimed;
2365         bool may_swap = true;
2366         bool drained = false;
2367         enum oom_status oom_status;
2368
2369         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2370                 return 0;
2371 retry:
2372         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2373                 return 0;
2374
2375         if (!do_memsw_account() ||
2376             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2377                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2378                         goto done_restock;
2379                 if (do_memsw_account())
2380                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2381                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2382         } else {
2383                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2384                 may_swap = false;
2385         }
2386
2387         if (batch > nr_pages) {
2388                 batch = nr_pages;
2389                 goto retry;
2390         }
2391
2392         /*
2393          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2394          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2395          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2396          * free their memory.
2397          */
2398         if (unlikely(should_force_charge()))
2399                 goto force;
2400
2401         /*
2402          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2403          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2404          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2405          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2406          */
2407         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2408                 goto force;
2409
2410         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2411                 goto nomem;
2412
2413         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2414                 goto nomem;
2415
2416         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2417
2418         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2419                                                     gfp_mask, may_swap);
2420
2421         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2422                 goto retry;
2423
2424         if (!drained) {
2425                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2426                 drained = true;
2427                 goto retry;
2428         }
2429
2430         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2431                 goto nomem;
2432         /*
2433          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2434          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2435          * before killing the task.
2436          *
2437          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2438          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2439          * to regular pages anyway in case of failure.
2440          */
2441         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2442                 goto retry;
2443         /*
2444          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2445          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2446          */
2447         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2448                 goto retry;
2449
2450         if (nr_retries--)
2451                 goto retry;
2452
2453         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2454                 goto nomem;
2455
2456         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2457                 goto force;
2458
2459         if (fatal_signal_pending(current))
2460                 goto force;
2461
2462         /*
2463          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2464          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2465          * couldn't make any progress.
2466          */
2467         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2468                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2469         switch (oom_status) {
2470         case OOM_SUCCESS:
2471                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2472                 goto retry;
2473         case OOM_FAILED:
2474                 goto force;
2475         default:
2476                 goto nomem;
2477         }
2478 nomem:
2479         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2480                 return -ENOMEM;
2481 force:
2482         /*
2483          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2484          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2485          * temporarily by force charging it.
2486          */
2487         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2488         if (do_memsw_account())
2489                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2490         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2491
2492         return 0;
2493
2494 done_restock:
2495         css_get_many(&memcg->css, batch);
2496         if (batch > nr_pages)
2497                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2498
2499         /*
2500          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2501          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2502          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2503          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2504          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2505          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2506          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2507          */
2508         do {
2509                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2510                         /* Don't bother a random interrupted task */
2511                         if (in_interrupt()) {
2512                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2513                                 break;
2514                         }
2515                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2516                         set_notify_resume(current);
2517                         break;
2518                 }
2519         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2520
2521         return 0;
2522 }
2523
2524 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2525 {
2526         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2527                 return;
2528
2529         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2530         if (do_memsw_account())
2531                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2532
2533         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2534 }
2535
2536 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2537 {
2538         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2539
2540         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2541         if (PageLRU(page)) {
2542                 struct lruvec *lruvec;
2543
2544                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2545                 ClearPageLRU(page);
2546                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2547                 *isolated = 1;
2548         } else
2549                 *isolated = 0;
2550 }
2551
2552 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2553 {
2554         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2555
2556         if (isolated) {
2557                 struct lruvec *lruvec;
2558
2559                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2560                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2561                 SetPageLRU(page);
2562                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2563         }
2564         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2565 }
2566
2567 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2568                           bool lrucare)
2569 {
2570         int isolated;
2571
2572         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2573
2574         /*
2575          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2576          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2577          */
2578         if (lrucare)
2579                 lock_page_lru(page, &isolated);
2580
2581         /*
2582          * Nobody should be changing or seriously looking at
2583          * page->mem_cgroup at this point:
2584          *
2585          * - the page is uncharged
2586          *
2587          * - the page is off-LRU
2588          *
2589          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2590          *   a locked page table
2591          *
2592          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2593          *   have the page locked
2594          */
2595         page->mem_cgroup = memcg;
2596
2597         if (lrucare)
2598                 unlock_page_lru(page, isolated);
2599 }
2600
2601 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2602 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2603 {
2604         int id, size;
2605         int err;
2606
2607         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2608                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2609         if (id < 0)
2610                 return id;
2611
2612         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2613                 return id;
2614
2615         /*
2616          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2617          * so we have to grow them.
2618          */
2619         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2620
2621         size = 2 * (id + 1);
2622         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2623                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2624         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2625                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2626
2627         err = memcg_update_all_caches(size);
2628         if (!err)
2629                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2630         if (!err)
2631                 memcg_nr_cache_ids = size;
2632
2633         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2634
2635         if (err) {
2636                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2637                 return err;
2638         }
2639         return id;
2640 }
2641
2642 static void memcg_free_cache_id(int id)
2643 {
2644         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2645 }
2646
2647 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2648         struct mem_cgroup *memcg;
2649         struct kmem_cache *cachep;
2650         struct work_struct work;
2651 };
2652
2653 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2654 {
2655         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2656                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2657         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2658         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2659
2660         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2661
2662         css_put(&memcg->css);
2663         kfree(cw);
2664 }
2665
2666 /*
2667  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2668  */
2669 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2670                                                struct kmem_cache *cachep)
2671 {
2672         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2673
2674         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2675                 return;
2676
2677         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2678         if (!cw)
2679                 return;
2680
2681         cw->memcg = memcg;
2682         cw->cachep = cachep;
2683         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2684
2685         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2686 }
2687
2688 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2689 {
2690         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2691                 return true;
2692         return false;
2693 }
2694
2695 /**
2696  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2697  * @cachep: the original global kmem cache
2698  *
2699  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2700  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2701  *
2702  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2703  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2704  * go through with the original cache.
2705  *
2706  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2707  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2708  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2709  * reference.
2710  */
2711 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2712 {
2713         struct mem_cgroup *memcg;
2714         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2715         struct memcg_cache_array *arr;
2716         int kmemcg_id;
2717
2718         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2719
2720         if (memcg_kmem_bypass())
2721                 return cachep;
2722
2723         rcu_read_lock();
2724
2725         if (unlikely(current->active_memcg))
2726                 memcg = current->active_memcg;
2727         else
2728                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2729
2730         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2731                 goto out_unlock;
2732
2733         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2734         if (kmemcg_id < 0)
2735                 goto out_unlock;
2736
2737         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2738
2739         /*
2740          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2741          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2742          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2743          */
2744         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2745
2746         /*
2747          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2748          * context), we could be be predictable and return right away.
2749          * This would guarantee that the allocation being performed
2750          * already belongs in the new cache.
2751          *
2752          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2753          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2754          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2755          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2756          * defer everything.
2757          *
2758          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2759          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2760          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2761          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2762          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2763          * creation of a new kmem_cache.
2764          */
2765         if (unlikely(!memcg_cachep))
2766                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2767         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2768                 cachep = memcg_cachep;
2769 out_unlock:
2770         rcu_read_unlock();
2771         return cachep;
2772 }
2773
2774 /**
2775  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2776  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2777  */
2778 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2779 {
2780         if (!is_root_cache(cachep))
2781                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2782 }
2783
2784 /**
2785  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2786  * @page: page to charge
2787  * @gfp: reclaim mode
2788  * @order: allocation order
2789  * @memcg: memory cgroup to charge
2790  *
2791  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2792  */
2793 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2794                             struct mem_cgroup *memcg)
2795 {
2796         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2797         struct page_counter *counter;
2798         int ret;
2799
2800         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2801         if (ret)
2802                 return ret;
2803
2804         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2805             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2806                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2807                 return -ENOMEM;
2808         }
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 /**
2813  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2814  * @page: page to charge
2815  * @gfp: reclaim mode
2816  * @order: allocation order
2817  *
2818  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2819  */
2820 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2821 {
2822         struct mem_cgroup *memcg;
2823         int ret = 0;
2824
2825         if (memcg_kmem_bypass())
2826                 return 0;
2827
2828         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2829         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2830                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2831                 if (!ret) {
2832                         page->mem_cgroup = memcg;
2833                         __SetPageKmemcg(page);
2834                 }
2835         }
2836         css_put(&memcg->css);
2837         return ret;
2838 }
2839
2840 /**
2841  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2842  * @memcg: memcg to uncharge
2843  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2844  */
2845 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2846                                  unsigned int nr_pages)
2847 {
2848         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2849                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2850
2851         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2852         if (do_memsw_account())
2853                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2854 }
2855 /**
2856  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2857  * @page: page to uncharge
2858  * @order: allocation order
2859  */
2860 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2861 {
2862         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2863         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2864
2865         if (!memcg)
2866                 return;
2867
2868         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2869         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2870         page->mem_cgroup = NULL;
2871
2872         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2873         if (PageKmemcg(page))
2874                 __ClearPageKmemcg(page);
2875
2876         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2877 }
2878 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2879
2880 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2881
2882 /*
2883  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2884  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2885  */
2886 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2887 {
2888         int i;
2889
2890         if (mem_cgroup_disabled())
2891                 return;
2892
2893         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2894                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2895
2896         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2897 }
2898 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2899
2900 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2901 /**
2902  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2903  * @entry: swap entry to be moved
2904  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2905  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2906  *
2907  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2908  * as the mem_cgroup's id of @from.
2909  *
2910  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2911  *
2912  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2913  * both res and memsw, and called css_get().
2914  */
2915 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2916                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2917 {
2918         unsigned short old_id, new_id;
2919
2920         old_id = mem_cgroup_id(from);
2921         new_id = mem_cgroup_id(to);
2922
2923         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2924                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2925                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2926                 return 0;
2927         }
2928         return -EINVAL;
2929 }
2930 #else
2931 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2932                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2933 {
2934         return -EINVAL;
2935 }
2936 #endif
2937
2938 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2939
2940 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2941                                  unsigned long max, bool memsw)
2942 {
2943         bool enlarge = false;
2944         bool drained = false;
2945         int ret;
2946         bool limits_invariant;
2947         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2948
2949         do {
2950                 if (signal_pending(current)) {
2951                         ret = -EINTR;
2952                         break;
2953                 }
2954
2955                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2956                 /*
2957                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2958                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2959                  */
2960                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2961                                            max <= memcg->memsw.max;
2962                 if (!limits_invariant) {
2963                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2964                         ret = -EINVAL;
2965                         break;
2966                 }
2967                 if (max > counter->max)
2968                         enlarge = true;
2969                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2970                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2971
2972                 if (!ret)
2973                         break;
2974
2975                 if (!drained) {
2976                         drain_all_stock(memcg);
2977                         drained = true;
2978                         continue;
2979                 }
2980
2981                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2982                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2983                         ret = -EBUSY;
2984                         break;
2985                 }
2986         } while (true);
2987
2988         if (!ret && enlarge)
2989                 memcg_oom_recover(memcg);
2990
2991         return ret;
2992 }
2993
2994 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2995                                             gfp_t gfp_mask,
2996                                             unsigned long *total_scanned)
2997 {
2998         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2999         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3000         unsigned long reclaimed;
3001         int loop = 0;
3002         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3003         unsigned long excess;
3004         unsigned long nr_scanned;
3005
3006         if (order > 0)
3007                 return 0;
3008
3009         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3010
3011         /*
3012          * Do not even bother to check the largest node if the root
3013          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3014          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3015          */
3016         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3017                 return 0;
3018
3019         /*
3020          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3021          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3022          * pressure
3023          */
3024         do {
3025                 if (next_mz)
3026                         mz = next_mz;
3027                 else
3028                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3029                 if (!mz)
3030                         break;
3031
3032                 nr_scanned = 0;
3033                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3034                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3035                 nr_reclaimed += reclaimed;
3036                 *total_scanned += nr_scanned;
3037                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3038                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3039
3040                 /*
3041                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3042                  * it is time to move on to the next cgroup
3043                  */
3044                 next_mz = NULL;
3045                 if (!reclaimed)
3046                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3047
3048                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3049                 /*
3050                  * One school of thought says that we should not add
3051                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3052                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3053                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3054                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3055                  * term TODO.
3056                  */
3057                 /* If excess == 0, no tree ops */
3058                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3059                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3060                 css_put(&mz->memcg->css);
3061                 loop++;
3062                 /*
3063                  * Could not reclaim anything and there are no more
3064                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3065                  * reclaiming anything.
3066                  */
3067                 if (!nr_reclaimed &&
3068                         (next_mz == NULL ||
3069                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3070                         break;
3071         } while (!nr_reclaimed);
3072         if (next_mz)
3073                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3074         return nr_reclaimed;
3075 }
3076
3077 /*
3078  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3079  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3080  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3081  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3082  */
3083 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3084 {
3085         bool ret;
3086
3087         rcu_read_lock();
3088         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3089         rcu_read_unlock();
3090         return ret;
3091 }
3092
3093 /*
3094  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3095  *
3096  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3097  */
3098 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3099 {
3100         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3101
3102         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3103         lru_add_drain_all();
3104
3105         drain_all_stock(memcg);
3106
3107         /* try to free all pages in this cgroup */
3108         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3109                 int progress;
3110
3111                 if (signal_pending(current))
3112                         return -EINTR;
3113
3114                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3115                                                         GFP_KERNEL, true);
3116                 if (!progress) {
3117                         nr_retries--;
3118                         /* maybe some writeback is necessary */
3119                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3120                 }
3121
3122         }
3123
3124         return 0;
3125 }
3126
3127 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3128                                             char *buf, size_t nbytes,
3129                                             loff_t off)
3130 {
3131         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3132
3133         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3134                 return -EINVAL;
3135         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3136 }
3137
3138 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3139                                      struct cftype *cft)
3140 {
3141         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3142 }
3143
3144 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3145                                       struct cftype *cft, u64 val)
3146 {
3147         int retval = 0;
3148         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3149         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3150
3151         if (memcg->use_hierarchy == val)
3152                 return 0;
3153
3154         /*
3155          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3156          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3157          * occur, provided the current cgroup has no children.
3158          *
3159          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3160          * set if there are no children.
3161          */
3162         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3163                                 (val == 1 || val == 0)) {
3164                 if (!memcg_has_children(memcg))
3165                         memcg->use_hierarchy = val;
3166                 else
3167                         retval = -EBUSY;
3168         } else
3169                 retval = -EINVAL;
3170
3171         return retval;
3172 }
3173
3174 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3175 {
3176         unsigned long val;
3177
3178         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3179                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3180                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3181                 if (swap)
3182                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3183         } else {
3184                 if (!swap)
3185                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3186                 else
3187                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3188         }
3189         return val;
3190 }
3191
3192 enum {
3193         RES_USAGE,
3194         RES_LIMIT,
3195         RES_MAX_USAGE,
3196         RES_FAILCNT,
3197         RES_SOFT_LIMIT,
3198 };
3199
3200 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3201                                struct cftype *cft)
3202 {
3203         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3204         struct page_counter *counter;
3205
3206         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3207         case _MEM:
3208                 counter = &memcg->memory;
3209                 break;
3210         case _MEMSWAP:
3211                 counter = &memcg->memsw;
3212                 break;
3213         case _KMEM:
3214                 counter = &memcg->kmem;
3215                 break;
3216         case _TCP:
3217                 counter = &memcg->tcpmem;
3218                 break;
3219         default:
3220                 BUG();
3221         }
3222
3223         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3224         case RES_USAGE:
3225                 if (counter == &memcg->memory)
3226                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3227                 if (counter == &memcg->memsw)
3228                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3229                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3230         case RES_LIMIT:
3231                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3232         case RES_MAX_USAGE:
3233                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3234         case RES_FAILCNT:
3235                 return counter->failcnt;
3236         case RES_SOFT_LIMIT:
3237                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3238         default:
3239                 BUG();
3240         }
3241 }
3242
3243 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3244 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3245 {
3246         int memcg_id;
3247
3248         if (cgroup_memory_nokmem)
3249                 return 0;
3250
3251         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3252         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3253
3254         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3255         if (memcg_id < 0)
3256                 return memcg_id;
3257
3258         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3259         /*
3260          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3261          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3262          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3263          * patched.
3264          */
3265         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3266         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3267         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3268
3269         return 0;
3270 }
3271
3272 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3273 {
3274         struct cgroup_subsys_state *css;
3275         struct mem_cgroup *parent, *child;
3276         int kmemcg_id;
3277
3278         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3279                 return;
3280         /*
3281          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3282          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3283          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3284          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3285          */
3286         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3287
3288         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3289         if (!parent)
3290                 parent = root_mem_cgroup;
3291
3292         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3293
3294         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3295         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3296
3297         /*
3298          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3299          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3300          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3301          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3302          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3303          * memcg_drain_all_list_lrus().
3304          */
3305         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3306         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3307                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3308                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3309                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3310                 if (!memcg->use_hierarchy)
3311                         break;
3312         }
3313         rcu_read_unlock();
3314
3315         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3316
3317         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3318 }
3319
3320 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3321 {
3322         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3323         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3324                 memcg_offline_kmem(memcg);
3325
3326         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3327                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3328                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3329         }
3330 }
3331 #else
3332 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3333 {
3334         return 0;
3335 }
3336 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3337 {
3338 }
3339 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3340 {
3341 }
3342 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3343
3344 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3345                                  unsigned long max)
3346 {
3347         int ret;
3348
3349         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3350         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3351         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3352         return ret;
3353 }
3354
3355 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3356 {
3357         int ret;
3358
3359         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3360
3361         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3362         if (ret)
3363                 goto out;
3364
3365         if (!memcg->tcpmem_active) {
3366                 /*
3367                  * The active flag needs to be written after the static_key
3368                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3369                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3370                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3371                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3372                  *
3373                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3374                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3375                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3376                  * yet, we'll lose accounting.
3377                  *
3378                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3379                  * because when this value change, the code to process it is not
3380                  * patched in yet.
3381                  */
3382                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3383                 memcg->tcpmem_active = true;
3384         }
3385 out:
3386         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3387         return ret;
3388 }
3389
3390 /*
3391  * The user of this function is...
3392  * RES_LIMIT.
3393  */
3394 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3395                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3396 {
3397         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3398         unsigned long nr_pages;
3399         int ret;
3400
3401         buf = strstrip(buf);
3402         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3403         if (ret)
3404                 return ret;
3405
3406         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3407         case RES_LIMIT:
3408                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3409                         ret = -EINVAL;
3410                         break;
3411                 }
3412                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3413                 case _MEM:
3414                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3415                         break;
3416                 case _MEMSWAP:
3417                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3418                         break;
3419                 case _KMEM:
3420                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3421                         break;
3422                 case _TCP:
3423                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3424                         break;
3425                 }
3426                 break;
3427         case RES_SOFT_LIMIT:
3428                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3429                 ret = 0;
3430                 break;
3431         }
3432         return ret ?: nbytes;
3433 }
3434
3435 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3436                                 size_t nbytes, loff_t off)
3437 {
3438         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3439         struct page_counter *counter;
3440
3441         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3442         case _MEM:
3443                 counter = &memcg->memory;
3444                 break;
3445         case _MEMSWAP:
3446                 counter = &memcg->memsw;
3447                 break;
3448         case _KMEM:
3449                 counter = &memcg->kmem;
3450                 break;
3451         case _TCP:
3452                 counter = &memcg->tcpmem;
3453                 break;
3454         default:
3455                 BUG();
3456         }
3457
3458         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3459         case RES_MAX_USAGE:
3460                 page_counter_reset_watermark(counter);
3461                 break;
3462         case RES_FAILCNT:
3463                 counter->failcnt = 0;
3464                 break;
3465         default:
3466                 BUG();
3467         }
3468
3469         return nbytes;
3470 }
3471
3472 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3473                                         struct cftype *cft)
3474 {
3475         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3476 }
3477
3478 #ifdef CONFIG_MMU
3479 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3480                                         struct cftype *cft, u64 val)
3481 {
3482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3483
3484         if (val & ~MOVE_MASK)
3485                 return -EINVAL;
3486
3487         /*
3488          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3489          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3490          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3491          * affect task migrations starting after the change.
3492          */
3493         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3494         return 0;
3495 }
3496 #else
3497 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3498                                         struct cftype *cft, u64 val)
3499 {
3500         return -ENOSYS;
3501 }
3502 #endif
3503
3504 #ifdef CONFIG_NUMA
3505
3506 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3507 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3508 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3509
3510 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3511                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3512 {
3513         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3514         unsigned long nr = 0;
3515         enum lru_list lru;
3516
3517         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3518
3519         for_each_lru(lru) {
3520                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3521                         continue;
3522                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3523         }
3524         return nr;
3525 }
3526
3527 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3528                                              unsigned int lru_mask)
3529 {
3530         unsigned long nr = 0;
3531         enum lru_list lru;
3532
3533         for_each_lru(lru) {
3534                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3535                         continue;
3536                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3537         }
3538         return nr;
3539 }
3540
3541 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3542 {
3543         struct numa_stat {
3544                 const char *name;
3545                 unsigned int lru_mask;
3546         };
3547
3548         static const struct numa_stat stats[] = {
3549                 { "total", LRU_ALL },
3550                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3551                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3552                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3553         };
3554         const struct numa_stat *stat;
3555         int nid;
3556         unsigned long nr;
3557         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3558
3559         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3560                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3561                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3562                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3563                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3564                                                           stat->lru_mask);
3565                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3566                 }
3567                 seq_putc(m, '\n');
3568         }
3569
3570         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3571                 struct mem_cgroup *iter;
3572
3573                 nr = 0;
3574                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3575                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3576                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3577                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3578                         nr = 0;
3579                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3580                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3581                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3582                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3583                 }
3584                 seq_putc(m, '\n');
3585         }
3586
3587         return 0;
3588 }
3589 #endif /* CONFIG_NUMA */
3590
3591 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3592         MEMCG_CACHE,
3593         MEMCG_RSS,
3594         MEMCG_RSS_HUGE,
3595         NR_SHMEM,
3596         NR_FILE_MAPPED,
3597         NR_FILE_DIRTY,
3598         NR_WRITEBACK,
3599         MEMCG_SWAP,
3600 };
3601
3602 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3603         "cache",
3604         "rss",
3605         "rss_huge",
3606         "shmem",
3607         "mapped_file",
3608         "dirty",
3609         "writeback",
3610         "swap",
3611 };
3612
3613 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3614 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3615         PGPGIN,
3616         PGPGOUT,
3617         PGFAULT,
3618         PGMAJFAULT,
3619 };
3620
3621 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3622         "pgpgin",
3623         "pgpgout",
3624         "pgfault",
3625         "pgmajfault",
3626 };
3627
3628 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3629 {
3630         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3631         unsigned long memory, memsw;
3632         struct mem_cgroup *mi;
3633         unsigned int i;
3634
3635         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3636         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3637
3638         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3639                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3640                         continue;
3641                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3642                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3643                            PAGE_SIZE);
3644         }
3645
3646         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3647                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3648                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3649
3650         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3651                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3652                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3653                            PAGE_SIZE);
3654
3655         /* Hierarchical information */
3656         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3657         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3658                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3659                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3660         }
3661         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3662                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3663         if (do_memsw_account())
3664                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3665                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3666
3667         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3668                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3669                         continue;
3670                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3671                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3672                            PAGE_SIZE);
3673         }
3674
3675         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3676                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3677                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3678
3679         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3680                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3681                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3682                            PAGE_SIZE);
3683
3684 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3685         {
3686                 pg_data_t *pgdat;
3687                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3688                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3689                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3690                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3691
3692                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3693                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3694                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3695
3696                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3697                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3698                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3699                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3700                 }
3701                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3702                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3703                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3704                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3705         }
3706 #endif
3707
3708         return 0;
3709 }
3710
3711 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3712                                       struct cftype *cft)
3713 {
3714         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3715
3716         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3717 }
3718
3719 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3720                                        struct cftype *cft, u64 val)
3721 {
3722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3723
3724         if (val > 100)
3725                 return -EINVAL;
3726
3727         if (css->parent)
3728                 memcg->swappiness = val;
3729         else
3730                 vm_swappiness = val;
3731
3732         return 0;
3733 }
3734
3735 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3736 {
3737         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3738         unsigned long usage;
3739         int i;
3740
3741         rcu_read_lock();
3742         if (!swap)
3743                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3744         else
3745                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3746
3747         if (!t)
3748                 goto unlock;
3749
3750         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3751
3752         /*
3753          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3754          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3755          * call of __mem_cgroup_threshold().
3756          */
3757         i = t->current_threshold;
3758
3759         /*
3760          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3761          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3762          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3763          * only one element of the array here.
3764          */
3765         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3766                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3767
3768         /* i = current_threshold + 1 */
3769         i++;
3770
3771         /*
3772          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3773          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3774          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3775          * only one element of the array here.
3776          */
3777         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3778                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3779
3780         /* Update current_threshold */
3781         t->current_threshold = i - 1;
3782 unlock:
3783         rcu_read_unlock();
3784 }
3785
3786 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3787 {
3788         while (memcg) {
3789                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3790                 if (do_memsw_account())
3791                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3792
3793                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3794         }
3795 }
3796
3797 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3798 {
3799         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3800         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3801
3802         if (_a->threshold > _b->threshold)
3803                 return 1;
3804
3805         if (_a->threshold < _b->threshold)
3806                 return -1;
3807
3808         return 0;
3809 }
3810
3811 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3812 {
3813         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3814
3815         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3816
3817         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3818                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3819
3820         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3821         return 0;
3822 }
3823
3824 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3825 {
3826         struct mem_cgroup *iter;
3827
3828         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3829                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3830 }
3831
3832 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3833         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3834 {
3835         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3836         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3837         unsigned long threshold;
3838         unsigned long usage;
3839         int i, size, ret;
3840
3841         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3842         if (ret)
3843                 return ret;
3844
3845         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3846
3847         if (type == _MEM) {
3848                 thresholds = &memcg->thresholds;
3849                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3850         } else if (type == _MEMSWAP) {
3851                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3852                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3853         } else
3854                 BUG();
3855
3856         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3857         if (thresholds->primary)
3858                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3859
3860         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3861
3862         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3863         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3864         if (!new) {
3865                 ret = -ENOMEM;
3866                 goto unlock;
3867         }
3868         new->size = size;
3869
3870         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3871         if (thresholds->primary) {
3872                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3873                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3874         }
3875
3876         /* Add new threshold */
3877         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3878         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3879
3880         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3881         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3882                         compare_thresholds, NULL);
3883
3884         /* Find current threshold */
3885         new->current_threshold = -1;
3886         for (i = 0; i < size; i++) {
3887                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3888                         /*
3889                          * new->current_threshold will not be used until
3890                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3891                          * it here.
3892                          */
3893                         ++new->current_threshold;
3894                 } else
3895                         break;
3896         }
3897
3898         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3899         kfree(thresholds->spare);
3900         thresholds->spare = thresholds->primary;
3901
3902         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3903
3904         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3905         synchronize_rcu();
3906
3907 unlock:
3908         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3909
3910         return ret;
3911 }
3912
3913 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3914         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3915 {
3916         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3917 }
3918
3919 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3920         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3921 {
3922         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3923 }
3924
3925 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3926         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3927 {
3928         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3929         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3930         unsigned long usage;
3931         int i, j, size;
3932
3933         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3934
3935         if (type == _MEM) {
3936                 thresholds = &memcg->thresholds;
3937                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3938         } else if (type == _MEMSWAP) {
3939                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3940                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3941         } else
3942                 BUG();
3943
3944         if (!thresholds->primary)
3945                 goto unlock;
3946
3947         /* Check if a threshold crossed before removing */
3948         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3949
3950         /* Calculate new number of threshold */
3951         size = 0;
3952         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3953                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3954                         size++;
3955         }
3956
3957         new = thresholds->spare;
3958
3959         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3960         if (!size) {
3961                 kfree(new);
3962                 new = NULL;
3963                 goto swap_buffers;
3964         }
3965
3966         new->size = size;
3967
3968         /* Copy thresholds and find current threshold */
3969         new->current_threshold = -1;
3970         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3971                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3972                         continue;
3973
3974                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3975                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3976                         /*
3977                          * new->current_threshold will not be used
3978                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3979                          * it here.
3980                          */
3981                         ++new->current_threshold;
3982                 }
3983                 j++;
3984         }
3985
3986 swap_buffers:
3987         /* Swap primary and spare array */
3988         thresholds->spare = thresholds->primary;
3989
3990         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3991
3992         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3993         synchronize_rcu();
3994
3995         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3996         if (!new) {
3997                 kfree(thresholds->spare);
3998                 thresholds->spare = NULL;
3999         }
4000 unlock:
4001         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4002 }
4003
4004 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4005         struct eventfd_ctx *eventfd)
4006 {
4007         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4008 }
4009
4010 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4011         struct eventfd_ctx *eventfd)
4012 {
4013         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4014 }
4015
4016 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4017         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4018 {
4019         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4020
4021         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4022         if (!event)
4023                 return -ENOMEM;
4024
4025         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4026
4027         event->eventfd = eventfd;
4028         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4029
4030         /* already in OOM ? */
4031         if (memcg->under_oom)
4032                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4033         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4034
4035         return 0;
4036 }
4037
4038 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4039         struct eventfd_ctx *eventfd)
4040 {
4041         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4042
4043         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4044
4045         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4046                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4047                         list_del(&ev->list);
4048                         kfree(ev);
4049                 }
4050         }
4051
4052         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4053 }
4054
4055 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4056 {
4057         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4058
4059         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4060         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4061         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4062                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4063         return 0;
4064 }
4065
4066 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4067         struct cftype *cft, u64 val)
4068 {
4069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4070
4071         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4072         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4073                 return -EINVAL;
4074
4075         memcg->oom_kill_disable = val;
4076         if (!val)
4077                 memcg_oom_recover(memcg);
4078
4079         return 0;
4080 }
4081
4082 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4083
4084 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4085 {
4086         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4087 }
4088
4089 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4090 {
4091         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4092 }
4093
4094 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4095 {
4096         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4097 }
4098
4099 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4100 {
4101         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4102
4103         if (!memcg->css.parent)
4104                 return NULL;
4105
4106         return &memcg->cgwb_domain;
4107 }
4108
4109 /*
4110  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4111  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4112  */
4113 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4114 {
4115         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4116         int cpu;
4117
4118         for_each_online_cpu(cpu)
4119                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4120         if (x < 0)
4121                 x = 0;
4122         return x;
4123 }
4124
4125 /**
4126  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4127  * @wb: bdi_writeback in question
4128  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4129  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4130  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4131  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4132  *
4133  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4134  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4135  * is a bit more involved.
4136  *
4137  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4138  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4139  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4140  * available memory in the system.  The caller should further cap
4141  * *@pheadroom accordingly.
4142  */
4143 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4144                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4145                          unsigned long *pwriteback)
4146 {
4147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4148         struct mem_cgroup *parent;
4149
4150         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4151
4152         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4153         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4154         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4155                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4156         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4157
4158         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4159                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4160                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4161
4162                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4163                 memcg = parent;
4164         }
4165 }
4166
4167 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4168
4169 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4170 {
4171         return 0;
4172 }
4173
4174 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4175 {
4176 }
4177
4178 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4179 {
4180 }
4181
4182 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4183
4184 /*
4185  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4186  *
4187  * "cgroup.event_control" implementation.
4188  *
4189  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4190  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4191  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4192  *
4193  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4194  * possible.
4195  */
4196
4197 /*
4198  * Unregister event and free resources.
4199  *
4200  * Gets called from workqueue.
4201  */
4202 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4203 {
4204         struct mem_cgroup_event *event =
4205                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4206         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4207
4208         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4209
4210         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4211
4212         /* Notify userspace the event is going away. */
4213         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4214
4215         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4216         kfree(event);
4217         css_put(&memcg->css);
4218 }
4219
4220 /*
4221  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4222  *
4223  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4224  */
4225 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4226                             int sync, void *key)
4227 {
4228         struct mem_cgroup_event *event =
4229                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4230         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4231         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4232
4233         if (flags & EPOLLHUP) {
4234                 /*
4235                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4236                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4237                  * for us.
4238                  *
4239                  * We can't race against event freeing since the other
4240                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4241                  * which we hold.
4242                  */
4243                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4244                 if (!list_empty(&event->list)) {
4245                         list_del_init(&event->list);
4246                         /*
4247                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4248                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4249                          */
4250                         schedule_work(&event->remove);
4251                 }
4252                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4253         }
4254
4255         return 0;
4256 }
4257
4258 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4259                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4260 {
4261         struct mem_cgroup_event *event =
4262                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4263
4264         event->wqh = wqh;
4265         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4266 }
4267
4268 /*
4269  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4270  *
4271  * Parse input and register new cgroup event handler.
4272  *
4273  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4274  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4275  */
4276 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4277                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4278 {
4279         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4281         struct mem_cgroup_event *event;
4282         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4283         unsigned int efd, cfd;
4284         struct fd efile;
4285         struct fd cfile;
4286         const char *name;
4287         char *endp;
4288         int ret;
4289
4290         buf = strstrip(buf);
4291
4292         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4293         if (*endp != ' ')
4294                 return -EINVAL;
4295         buf = endp + 1;
4296
4297         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4298         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4299                 return -EINVAL;
4300         buf = endp + 1;
4301
4302         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4303         if (!event)
4304                 return -ENOMEM;
4305
4306         event->memcg = memcg;
4307         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4308         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4309         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4310         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4311
4312         efile = fdget(efd);
4313         if (!efile.file) {
4314                 ret = -EBADF;
4315                 goto out_kfree;
4316         }
4317
4318         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4319         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4320                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4321                 goto out_put_efile;
4322         }
4323
4324         cfile = fdget(cfd);
4325         if (!cfile.file) {
4326                 ret = -EBADF;
4327                 goto out_put_eventfd;
4328         }
4329
4330         /* the process need read permission on control file */
4331         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4332         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4333         if (ret < 0)
4334                 goto out_put_cfile;
4335
4336         /*
4337          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4338          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4339          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4340          * is for compatibility anyway.
4341          *
4342          * DO NOT ADD NEW FILES.
4343          */
4344         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4345
4346         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4347                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4348                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4349         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4350                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4351                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4352         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4353                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4354                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4355         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4356                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4357                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4358         } else {
4359                 ret = -EINVAL;
4360                 goto out_put_cfile;
4361         }
4362
4363         /*
4364          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4365          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4366          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4367          */
4368         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4369                                                &memory_cgrp_subsys);
4370         ret = -EINVAL;
4371         if (IS_ERR(cfile_css))
4372                 goto out_put_cfile;
4373         if (cfile_css != css) {
4374                 css_put(cfile_css);
4375                 goto out_put_cfile;
4376         }
4377
4378         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4379         if (ret)
4380                 goto out_put_css;
4381
4382         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4383
4384         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4385         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4386         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4387
4388         fdput(cfile);
4389         fdput(efile);
4390
4391         return nbytes;
4392
4393 out_put_css:
4394         css_put(css);
4395 out_put_cfile:
4396         fdput(cfile);
4397 out_put_eventfd:
4398         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4399 out_put_efile:
4400         fdput(efile);
4401 out_kfree:
4402         kfree(event);
4403
4404         return ret;
4405 }
4406
4407 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4408         {
4409                 .name = "usage_in_bytes",
4410                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4411                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4412         },
4413         {
4414                 .name = "max_usage_in_bytes",
4415                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4416                 .write = mem_cgroup_reset,
4417                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4418         },
4419         {
4420                 .name = "limit_in_bytes",
4421                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4422                 .write = mem_cgroup_write,
4423                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4424         },
4425         {
4426                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4427                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4428                 .write = mem_cgroup_write,
4429                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4430         },
4431         {
4432                 .name = "failcnt",
4433                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4434                 .write = mem_cgroup_reset,
4435                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4436         },
4437         {
4438                 .name = "stat",
4439                 .seq_show = memcg_stat_show,
4440         },
4441         {
4442                 .name = "force_empty",
4443                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4444         },
4445         {
4446                 .name = "use_hierarchy",
4447                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4448                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4449         },
4450         {
4451                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4452                 .write = memcg_write_event_control,
4453                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4454         },
4455         {
4456                 .name = "swappiness",
4457                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4458                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4459         },
4460         {
4461                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4462                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4463                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4464         },
4465         {
4466                 .name = "oom_control",
4467                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4468                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4469                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4470         },
4471         {
4472                 .name = "pressure_level",
4473         },
4474 #ifdef CONFIG_NUMA
4475         {
4476                 .name = "numa_stat",
4477                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4478         },
4479 #endif
4480         {
4481                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4482                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4483                 .write = mem_cgroup_write,
4484                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4485         },
4486         {
4487                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4488                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4489                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4490         },
4491         {
4492                 .name = "kmem.failcnt",
4493                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4494                 .write = mem_cgroup_reset,
4495                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4496         },
4497         {
4498                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4499                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4500                 .write = mem_cgroup_reset,
4501                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4502         },
4503 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4504         {
4505                 .name = "kmem.slabinfo",
4506                 .seq_start = memcg_slab_start,
4507                 .seq_next = memcg_slab_next,
4508                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4509                 .seq_show = memcg_slab_show,
4510         },
4511 #endif
4512         {
4513                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4514                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4515                 .write = mem_cgroup_write,
4516                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4517         },
4518         {
4519                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4520                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4521                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4522         },
4523         {
4524                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4525                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4526                 .write = mem_cgroup_reset,
4527                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4528         },
4529         {
4530                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4531                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4532                 .write = mem_cgroup_reset,
4533                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4534         },
4535         { },    /* terminate */
4536 };
4537
4538 /*
4539  * Private memory cgroup IDR
4540  *
4541  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4542  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4543  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4544  * memory-controlled cgroups to 64k.
4545  *
4546  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4547  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4548  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4549  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4550  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4551  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4552  *
4553  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4554  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4555  * when the CSS is offlined.
4556  *
4557  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4558  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4559  * those references are manageable from userspace.
4560  */
4561
4562 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4563
4564 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4565 {
4566         if (memcg->id.id > 0) {
4567                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4568                 memcg->id.id = 0;
4569         }
4570 }
4571
4572 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4573 {
4574         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4575 }
4576
4577 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4578 {
4579         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4580                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4581
4582                 /* Memcg ID pins CSS */
4583                 css_put(&memcg->css);
4584         }
4585 }
4586
4587 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4588 {
4589         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4590 }
4591
4592 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4593 {
4594         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4595 }
4596
4597 /**
4598  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4599  * @id: the memcg id to look up
4600  *
4601  * Caller must hold rcu_read_lock().
4602  */
4603 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4604 {
4605         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4606         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4607 }
4608
4609 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4610 {
4611         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4612         int tmp = node;
4613         /*
4614          * This routine is called against possible nodes.
4615          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4616          *
4617          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4618          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4619          *       function.
4620          */
4621         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4622                 tmp = -1;
4623         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4624         if (!pn)
4625                 return 1;
4626
4627         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4628         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4629                 kfree(pn);
4630                 return 1;
4631         }
4632
4633         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4634         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4635                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4636                 kfree(pn);
4637                 return 1;
4638         }
4639
4640         lruvec_init(&pn->lruvec);
4641         pn->usage_in_excess = 0;
4642         pn->on_tree = false;
4643         pn->memcg = memcg;
4644
4645         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4646         return 0;
4647 }
4648
4649 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4650 {
4651         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4652
4653         if (!pn)
4654                 return;
4655
4656         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4657         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4658         kfree(pn);
4659 }
4660
4661 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4662 {
4663         int node;
4664
4665         for_each_node(node)
4666                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4667         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4668         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4669         kfree(memcg);
4670 }
4671
4672 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4673 {
4674         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4675         __mem_cgroup_free(memcg);
4676 }
4677
4678 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4679 {
4680         struct mem_cgroup *memcg;
4681         unsigned int size;
4682         int node;
4683
4684         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4685         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4686
4687         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4688         if (!memcg)
4689                 return NULL;
4690
4691         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4692                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4693                                  GFP_KERNEL);
4694         if (memcg->id.id < 0)
4695                 goto fail;
4696
4697         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4698         if (!memcg->vmstats_local)
4699                 goto fail;
4700
4701         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4702         if (!memcg->vmstats_percpu)
4703                 goto fail;
4704
4705         for_each_node(node)
4706                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4707                         goto fail;
4708
4709         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4710                 goto fail;
4711
4712         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4713         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4714         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4715         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4716         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4717         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4718         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4719         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4720         memcg->socket_pressure = jiffies;
4721 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4722         memcg->kmemcg_id = -1;
4723 #endif
4724 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4725         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4726 #endif
4727         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4728         return memcg;
4729 fail:
4730         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4731         __mem_cgroup_free(memcg);
4732         return NULL;
4733 }
4734
4735 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4736 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4737 {
4738         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4739         struct mem_cgroup *memcg;
4740         long error = -ENOMEM;
4741
4742         memcg = mem_cgroup_alloc();
4743         if (!memcg)
4744                 return ERR_PTR(error);
4745
4746         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4747         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4748         if (parent) {
4749                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4750                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4751         }
4752         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4753                 memcg->use_hierarchy = true;
4754                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4755                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4756                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4757                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4758                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4759         } else {
4760                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4761                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4762                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4763                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4764                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4765                 /*
4766                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4767                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4768                  * unfortunate state in our controller.
4769                  */
4770                 if (parent != root_mem_cgroup)
4771                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4772         }
4773
4774         /* The following stuff does not apply to the root */
4775         if (!parent) {
4776 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4777                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
4778 #endif
4779                 root_mem_cgroup = memcg;
4780                 return &memcg->css;
4781         }
4782
4783         error = memcg_online_kmem(memcg);
4784         if (error)
4785                 goto fail;
4786
4787         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4788                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4789
4790         return &memcg->css;
4791 fail:
4792         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4793         mem_cgroup_free(memcg);
4794         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4795 }
4796
4797 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4798 {
4799         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4800
4801         /*
4802          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4803          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4804          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4805          */
4806         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4807                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4808                 return -ENOMEM;
4809         }
4810
4811         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4812         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4813         css_get(css);
4814         return 0;
4815 }
4816
4817 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4818 {
4819         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4820         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4821
4822         /*
4823          * Unregister events and notify userspace.
4824          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4825          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4826          */
4827         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4828         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4829                 list_del_init(&event->list);
4830                 schedule_work(&event->remove);
4831         }
4832         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4833
4834         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4835         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4836
4837         memcg_offline_kmem(memcg);
4838         wb_memcg_offline(memcg);
4839
4840         drain_all_stock(memcg);
4841
4842         mem_cgroup_id_put(memcg);
4843 }
4844
4845 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4846 {
4847         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4848
4849         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4850 }
4851
4852 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4853 {
4854         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4855
4856         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4857                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4858
4859         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4860                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4861
4862         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4863         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4864         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4865         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4866         memcg_free_kmem(memcg);
4867         mem_cgroup_free(memcg);
4868 }
4869
4870 /**
4871  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4872  * @css: the target css
4873  *
4874  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4875  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4876  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4877  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4878  * made visible again.
4879  *
4880  * The current implementation only resets the essential configurations.
4881  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4882  */
4883 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4884 {
4885         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4886
4887         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4888         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4889         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4890         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4891         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4892         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4893         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4894         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4895         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4896         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4897 }
4898
4899 #ifdef CONFIG_MMU
4900 /* Handlers for move charge at task migration. */
4901 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4902 {
4903         int ret;
4904
4905         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4906         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4907         if (!ret) {
4908                 mc.precharge += count;
4909                 return ret;
4910         }
4911
4912         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4913         while (count--) {
4914                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4915                 if (ret)
4916                         return ret;
4917                 mc.precharge++;
4918                 cond_resched();
4919         }
4920         return 0;
4921 }
4922
4923 union mc_target {
4924         struct page     *page;
4925         swp_entry_t     ent;
4926 };
4927
4928 enum mc_target_type {
4929         MC_TARGET_NONE = 0,
4930         MC_TARGET_PAGE,
4931         MC_TARGET_SWAP,
4932         MC_TARGET_DEVICE,
4933 };
4934
4935 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4936                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4937 {
4938         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4939
4940         if (!page || !page_mapped(page))
4941                 return NULL;
4942         if (PageAnon(page)) {
4943                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4944                         return NULL;
4945         } else {
4946                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4947                         return NULL;
4948         }
4949         if (!get_page_unless_zero(page))
4950                 return NULL;
4951
4952         return page;
4953 }
4954
4955 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4956 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4957                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4958 {
4959         struct page *page = NULL;
4960         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4961
4962         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4963                 return NULL;
4964
4965         /*
4966          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4967          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4968          * as special swap entry in the CPU page table.
4969          */
4970         if (is_device_private_entry(ent)) {
4971                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4972                 /*
4973                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4974                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4975                  */
4976                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4977                         return NULL;
4978                 return page;
4979         }
4980
4981         /*
4982          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4983          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4984          */
4985         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4986         if (do_memsw_account())
4987                 entry->val = ent.val;
4988
4989         return page;
4990 }
4991 #else
4992 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4993                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4994 {
4995         return NULL;
4996 }
4997 #endif
4998
4999 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5000                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5001 {
5002         struct page *page = NULL;
5003         struct address_space *mapping;
5004         pgoff_t pgoff;
5005
5006         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5007                 return NULL;
5008         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5009                 return NULL;
5010
5011         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5012         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5013
5014         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5015 #ifdef CONFIG_SWAP
5016         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5017         if (shmem_mapping(mapping)) {
5018                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5019                 if (xa_is_value(page)) {
5020                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5021                         if (do_memsw_account())
5022                                 *entry = swp;
5023                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5024                                              swp_offset(swp));
5025                 }
5026         } else
5027                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5028 #else
5029         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5030 #endif
5031         return page;
5032 }
5033
5034 /**
5035  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5036  * @page: the page
5037  * @compound: charge the page as compound or small page
5038  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5039  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5040  *
5041  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5042  *
5043  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5044  * from old cgroup.
5045  */
5046 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5047                                    bool compound,
5048                                    struct mem_cgroup *from,
5049                                    struct mem_cgroup *to)
5050 {
5051         unsigned long flags;
5052         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5053         int ret;
5054         bool anon;
5055
5056         VM_BUG_ON(from == to);
5057         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5058         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5059
5060         /*
5061          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5062          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5063          */
5064         ret = -EBUSY;
5065         if (!trylock_page(page))
5066                 goto out;
5067
5068         ret = -EINVAL;
5069         if (page->mem_cgroup != from)
5070                 goto out_unlock;
5071
5072         anon = PageAnon(page);
5073
5074         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5075
5076         if (!anon && page_mapped(page)) {
5077                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5078                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5079         }
5080
5081         /*
5082          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5083          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5084          * So mapping should be stable for dirty pages.
5085          */
5086         if (!anon && PageDirty(page)) {
5087                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5088
5089                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5090                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5091                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5092                 }
5093         }
5094
5095         if (PageWriteback(page)) {
5096                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5097                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5098         }
5099
5100         /*
5101          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5102          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5103          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5104          */
5105
5106         /* caller should have done css_get */
5107         page->mem_cgroup = to;
5108         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5109
5110         ret = 0;
5111
5112         local_irq_disable();
5113         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5114         memcg_check_events(to, page);
5115         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5116         memcg_check_events(from, page);
5117         local_irq_enable();
5118 out_unlock:
5119         unlock_page(page);
5120 out:
5121         return ret;
5122 }
5123
5124 /**
5125  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5126  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5127  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5128  * @ptent: the pte to be checked
5129  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5130  *
5131  * Returns
5132  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5133  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5134  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5135  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5136  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5137  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5138  *     in target->ent.
5139  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5140  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5141  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5142  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5143  *     regular page.
5144  *
5145  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5146  *
5147  * Called with pte lock held.
5148  */
5149
5150 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5151                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5152 {
5153         struct page *page = NULL;
5154         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5155         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5156
5157         if (pte_present(ptent))
5158                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5159         else if (is_swap_pte(ptent))
5160                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5161         else if (pte_none(ptent))
5162                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5163
5164         if (!page && !ent.val)
5165                 return ret;
5166         if (page) {
5167                 /*
5168                  * Do only loose check w/o serialization.
5169                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5170                  * not under LRU exclusion.
5171                  */
5172                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5173                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5174                         if (is_device_private_page(page))
5175                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5176                         if (target)
5177                                 target->page = page;
5178                 }
5179                 if (!ret || !target)
5180                         put_page(page);
5181         }
5182         /*
5183          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5184          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5185          */
5186         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5187             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5188                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5189                 if (target)
5190                         target->ent = ent;
5191         }
5192         return ret;
5193 }
5194
5195 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5196 /*
5197  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5198  * not support them for now.
5199  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5200  */
5201 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5202                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5203 {
5204         struct page *page = NULL;
5205         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5206
5207         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5208                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5209                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5210                 return ret;
5211         }
5212         page = pmd_page(pmd);
5213         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5214         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5215                 return ret;
5216         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5217                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5218                 if (target) {
5219                         get_page(page);
5220                         target->page = page;
5221                 }
5222         }
5223         return ret;
5224 }
5225 #else
5226 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5227                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5228 {
5229         return MC_TARGET_NONE;
5230 }
5231 #endif
5232
5233 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5234                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5235                                         struct mm_walk *walk)
5236 {
5237         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5238         pte_t *pte;
5239         spinlock_t *ptl;
5240
5241         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5242         if (ptl) {
5243                 /*
5244                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5245                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5246                  * this might change.
5247                  */
5248                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5249                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5250                 spin_unlock(ptl);
5251                 return 0;
5252         }
5253
5254         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5255                 return 0;
5256         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5257         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5258                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5259                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5260         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5261         cond_resched();
5262
5263         return 0;
5264 }
5265
5266 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5267 {
5268         unsigned long precharge;
5269
5270         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5271                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5272                 .mm = mm,
5273         };
5274         down_read(&mm->mmap_sem);
5275         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5276                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5277         up_read(&mm->mmap_sem);
5278
5279         precharge = mc.precharge;
5280         mc.precharge = 0;
5281
5282         return precharge;
5283 }
5284
5285 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5286 {
5287         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5288
5289         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5290         mc.moving_task = current;
5291         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5292 }
5293
5294 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5295 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5296 {
5297         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5298         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5299
5300         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5301         if (mc.precharge) {
5302                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5303                 mc.precharge = 0;
5304         }
5305         /*
5306          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5307          * we must uncharge here.
5308          */
5309         if (mc.moved_charge) {
5310                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5311                 mc.moved_charge = 0;
5312         }
5313         /* we must fixup refcnts and charges */
5314         if (mc.moved_swap) {
5315                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5316                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5317                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5318
5319                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5320
5321                 /*
5322                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5323                  * should uncharge to->memory.
5324                  */
5325                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5326                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5327
5328                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5329                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5330
5331                 mc.moved_swap = 0;
5332         }
5333         memcg_oom_recover(from);
5334         memcg_oom_recover(to);
5335         wake_up_all(&mc.waitq);
5336 }
5337
5338 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5339 {
5340         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5341
5342         /*
5343          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5344          * task migration.
5345          */
5346         mc.moving_task = NULL;
5347         __mem_cgroup_clear_mc();
5348         spin_lock(&mc.lock);
5349         mc.from = NULL;
5350         mc.to = NULL;
5351         mc.mm = NULL;
5352         spin_unlock(&mc.lock);
5353
5354         mmput(mm);
5355 }
5356
5357 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5358 {
5359         struct cgroup_subsys_state *css;
5360         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5361         struct mem_cgroup *from;
5362         struct task_struct *leader, *p;
5363         struct mm_struct *mm;
5364         unsigned long move_flags;
5365         int ret = 0;
5366
5367         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5368         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5369                 return 0;
5370
5371         /*
5372          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5373          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5374          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5375          * multiple.
5376          */
5377         p = NULL;
5378         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5379                 WARN_ON_ONCE(p);
5380                 p = leader;
5381                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5382         }
5383         if (!p)
5384                 return 0;
5385
5386         /*
5387          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5388          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5389          * So we need to save it, and keep it going.
5390          */
5391         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5392         if (!move_flags)
5393                 return 0;
5394
5395         from = mem_cgroup_from_task(p);
5396
5397         VM_BUG_ON(from == memcg);
5398
5399         mm = get_task_mm(p);
5400         if (!mm)
5401                 return 0;
5402         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5403         if (mm->owner == p) {
5404                 VM_BUG_ON(mc.from);
5405                 VM_BUG_ON(mc.to);
5406                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5407                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5408                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5409
5410                 spin_lock(&mc.lock);
5411                 mc.mm = mm;
5412                 mc.from = from;
5413                 mc.to = memcg;
5414                 mc.flags = move_flags;
5415                 spin_unlock(&mc.lock);
5416                 /* We set mc.moving_task later */
5417
5418                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5419                 if (ret)
5420                         mem_cgroup_clear_mc();
5421         } else {
5422                 mmput(mm);
5423         }
5424         return ret;
5425 }
5426
5427 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5428 {
5429         if (mc.to)
5430                 mem_cgroup_clear_mc();
5431 }
5432
5433 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5434                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5435                                 struct mm_walk *walk)
5436 {
5437         int ret = 0;
5438         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5439         pte_t *pte;
5440         spinlock_t *ptl;
5441         enum mc_target_type target_type;
5442         union mc_target target;
5443         struct page *page;
5444
5445         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5446         if (ptl) {
5447                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5448                         spin_unlock(ptl);
5449                         return 0;
5450                 }
5451                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5452                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5453                         page = target.page;
5454                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5455                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5456                                                              mc.from, mc.to)) {
5457                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5458                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5459                                 }
5460                                 putback_lru_page(page);
5461                         }
5462                         put_page(page);
5463                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5464                         page = target.page;
5465                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5466                                                      mc.from, mc.to)) {
5467                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5468                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5469                         }
5470                         put_page(page);
5471                 }
5472                 spin_unlock(ptl);
5473                 return 0;
5474         }
5475
5476         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5477                 return 0;
5478 retry:
5479         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5480         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5481                 pte_t ptent = *(pte++);
5482                 bool device = false;
5483                 swp_entry_t ent;
5484
5485                 if (!mc.precharge)
5486                         break;
5487
5488                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5489                 case MC_TARGET_DEVICE:
5490                         device = true;
5491                         /* fall through */
5492                 case MC_TARGET_PAGE:
5493                         page = target.page;
5494                         /*
5495                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5496                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5497                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5498                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5499                          */
5500                         if (PageTransCompound(page))
5501                                 goto put;
5502                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5503                                 goto put;
5504                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5505                                                 mc.from, mc.to)) {
5506                                 mc.precharge--;
5507                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5508                                 mc.moved_charge++;
5509                         }
5510                         if (!device)
5511                                 putback_lru_page(page);
5512 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5513                         put_page(page);
5514                         break;
5515                 case MC_TARGET_SWAP:
5516                         ent = target.ent;
5517                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5518                                 mc.precharge--;
5519                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5520                                 mc.moved_swap++;
5521                         }
5522                         break;
5523                 default:
5524                         break;
5525                 }
5526         }
5527         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5528         cond_resched();
5529
5530         if (addr != end) {
5531                 /*
5532                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5533                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5534                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5535                  * phase.
5536                  */
5537                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5538                 if (!ret)
5539                         goto retry;
5540         }
5541
5542         return ret;
5543 }
5544
5545 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5546 {
5547         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5548                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5549                 .mm = mc.mm,
5550         };
5551
5552         lru_add_drain_all();
5553         /*
5554          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5555          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5556          * for already started RCU-only updates to finish.
5557          */
5558         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5559         synchronize_rcu();
5560 retry:
5561         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5562                 /*
5563                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5564                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5565                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5566                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5567                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5568                  */
5569                 __mem_cgroup_clear_mc();
5570                 cond_resched();
5571                 goto retry;
5572         }
5573         /*
5574          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5575          * additional charge, the page walk just aborts.
5576          */
5577         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5578
5579         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5580         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5581 }
5582
5583 static void mem_cgroup_move_task(void)
5584 {
5585         if (mc.to) {
5586                 mem_cgroup_move_charge();
5587                 mem_cgroup_clear_mc();
5588         }
5589 }
5590 #else   /* !CONFIG_MMU */
5591 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5592 {
5593         return 0;
5594 }
5595 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5596 {
5597 }
5598 static void mem_cgroup_move_task(void)
5599 {
5600 }
5601 #endif
5602
5603 /*
5604  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5605  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5606  * attempt.
5607  */
5608 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5609 {
5610         /*
5611          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5612          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5613          * on for the root memcg is enough.
5614          */
5615         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5616                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5617         else
5618                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5619 }
5620
5621 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5622 {
5623         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5624                 seq_puts(m, "max\n");
5625         else
5626                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5627
5628         return 0;
5629 }
5630
5631 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5632                                struct cftype *cft)
5633 {
5634         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5635
5636         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5637 }
5638
5639 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5640 {
5641         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5642                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5643 }
5644
5645 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5646                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5647 {
5648         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5649         unsigned long min;
5650         int err;
5651
5652         buf = strstrip(buf);
5653         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5654         if (err)
5655                 return err;
5656
5657         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5658
5659         return nbytes;
5660 }
5661
5662 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5663 {
5664         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5665                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5666 }
5667
5668 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5669                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5670 {
5671         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5672         unsigned long low;
5673         int err;
5674
5675         buf = strstrip(buf);
5676         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5677         if (err)
5678                 return err;
5679
5680         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5681
5682         return nbytes;
5683 }
5684
5685 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5686 {
5687         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5688 }
5689
5690 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5691                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5692 {
5693         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5694         unsigned long nr_pages;
5695         unsigned long high;
5696         int err;
5697
5698         buf = strstrip(buf);
5699         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5700         if (err)
5701                 return err;
5702
5703         memcg->high = high;
5704
5705         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5706         if (nr_pages > high)
5707                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5708                                              GFP_KERNEL, true);
5709
5710         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5711         return nbytes;
5712 }
5713
5714 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5715 {
5716         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5717                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5718 }
5719
5720 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5721                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5722 {
5723         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5724         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5725         bool drained = false;
5726         unsigned long max;
5727         int err;
5728
5729         buf = strstrip(buf);
5730         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5731         if (err)
5732                 return err;
5733
5734         xchg(&memcg->memory.max, max);
5735
5736         for (;;) {
5737                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5738
5739                 if (nr_pages <= max)
5740                         break;
5741
5742                 if (signal_pending(current)) {
5743                         err = -EINTR;
5744                         break;
5745                 }
5746
5747                 if (!drained) {
5748                         drain_all_stock(memcg);
5749                         drained = true;
5750                         continue;
5751                 }
5752
5753                 if (nr_reclaims) {
5754                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5755                                                           GFP_KERNEL, true))
5756                                 nr_reclaims--;
5757                         continue;
5758                 }
5759
5760                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5761                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5762                         break;
5763         }
5764
5765         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5766         return nbytes;
5767 }
5768
5769 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5770 {
5771         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5772         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5773         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5774         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5775         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5776                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5777 }
5778
5779 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5780 {
5781         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5782
5783         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5784         return 0;
5785 }
5786
5787 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5788 {
5789         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5790
5791         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5792         return 0;
5793 }
5794
5795 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5796 {
5797         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5798         char *buf;
5799
5800         buf = memory_stat_format(memcg);
5801         if (!buf)
5802                 return -ENOMEM;
5803         seq_puts(m, buf);
5804         kfree(buf);
5805         return 0;
5806 }
5807
5808 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5809 {
5810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5811
5812         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5813
5814         return 0;
5815 }
5816
5817 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5818                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5819 {
5820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5821         int ret, oom_group;
5822
5823         buf = strstrip(buf);
5824         if (!buf)
5825                 return -EINVAL;
5826
5827         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5828         if (ret)
5829                 return ret;
5830
5831         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5832                 return -EINVAL;
5833
5834         memcg->oom_group = oom_group;
5835
5836         return nbytes;
5837 }
5838
5839 static struct cftype memory_files[] = {
5840         {
5841                 .name = "current",
5842                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5843                 .read_u64 = memory_current_read,
5844         },
5845         {
5846                 .name = "min",
5847                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5848                 .seq_show = memory_min_show,
5849                 .write = memory_min_write,
5850         },
5851         {
5852                 .name = "low",
5853                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5854                 .seq_show = memory_low_show,
5855                 .write = memory_low_write,
5856         },
5857         {
5858                 .name = "high",
5859                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5860                 .seq_show = memory_high_show,
5861                 .write = memory_high_write,
5862         },
5863         {
5864                 .name = "max",
5865                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5866                 .seq_show = memory_max_show,
5867                 .write = memory_max_write,
5868         },
5869         {
5870                 .name = "events",
5871                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5872                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5873                 .seq_show = memory_events_show,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "events.local",
5877                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5878                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5879                 .seq_show = memory_events_local_show,
5880         },
5881         {
5882                 .name = "stat",
5883                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5884                 .seq_show = memory_stat_show,
5885         },
5886         {
5887                 .name = "oom.group",
5888                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5889                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5890                 .write = memory_oom_group_write,
5891         },
5892         { }     /* terminate */
5893 };
5894
5895 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5896         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5897         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5898         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5899         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5900         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5901         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5902         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5903         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5904         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5905         .bind = mem_cgroup_bind,
5906         .dfl_cftypes = memory_files,
5907         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5908         .early_init = 0,
5909 };
5910
5911 /**
5912  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5913  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5914  * @memcg: the memory cgroup to check
5915  *
5916  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5917  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5918  *
5919  * Returns one of the following:
5920  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5921  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5922  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5923  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5924  *
5925  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5926  *
5927  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5928  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5929  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5930  *
5931  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5932  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5933  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5934  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5935  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5936  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5937  * protected memory.
5938  *
5939  *                                             low_usage
5940  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5941  *                                        siblings_low_usage
5942  *
5943  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5944  * low_usage = |
5945  *             | 0, otherwise.
5946  *
5947  *
5948  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5949  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5950  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5951  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5952  * distribution.
5953  *
5954  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5955  *
5956  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5957  *    //\\
5958  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5959  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5960  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5961  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5962  *
5963  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5964  * is expected (approximately):
5965  *
5966  *     A/memory.current = 2G
5967  *
5968  *     B/memory.current = 1.3G
5969  *     C/memory.current = 0.6G
5970  *     D/memory.current = 0
5971  *     E/memory.current = 0
5972  *
5973  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5974  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5975  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5976  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5977  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5978  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5979  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5980  */
5981 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5982                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5983 {
5984         struct mem_cgroup *parent;
5985         unsigned long emin, parent_emin;
5986         unsigned long elow, parent_elow;
5987         unsigned long usage;
5988
5989         if (mem_cgroup_disabled())
5990                 return MEMCG_PROT_NONE;
5991
5992         if (!root)
5993                 root = root_mem_cgroup;
5994         if (memcg == root)
5995                 return MEMCG_PROT_NONE;
5996
5997         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5998         if (!usage)
5999                 return MEMCG_PROT_NONE;
6000
6001         emin = memcg->memory.min;
6002         elow = memcg->memory.low;
6003
6004         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6005         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6006         if (!parent)
6007                 return MEMCG_PROT_NONE;
6008
6009         if (parent == root)
6010                 goto exit;
6011
6012         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6013         emin = min(emin, parent_emin);
6014         if (emin && parent_emin) {
6015                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6016
6017                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6018                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6019                         &parent->memory.children_min_usage);
6020
6021                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6022                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6023                                    siblings_min_usage);
6024         }
6025
6026         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6027         elow = min(elow, parent_elow);
6028         if (elow && parent_elow) {
6029                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6030
6031                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6032                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6033                         &parent->memory.children_low_usage);
6034
6035                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6036                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6037                                    siblings_low_usage);
6038         }
6039
6040 exit:
6041         memcg->memory.emin = emin;
6042         memcg->memory.elow = elow;
6043
6044         if (usage <= emin)
6045                 return MEMCG_PROT_MIN;
6046         else if (usage <= elow)
6047                 return MEMCG_PROT_LOW;
6048         else
6049                 return MEMCG_PROT_NONE;
6050 }
6051
6052 /**
6053  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6054  * @page: page to charge
6055  * @mm: mm context of the victim
6056  * @gfp_mask: reclaim mode
6057  * @memcgp: charged memcg return
6058  * @compound: charge the page as compound or small page
6059  *
6060  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6061  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6062  *
6063  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6064  * Otherwise, an error code is returned.
6065  *
6066  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6067  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6068  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6069  */
6070 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6071                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6072                           bool compound)
6073 {
6074         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6075         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6076         int ret = 0;
6077
6078         if (mem_cgroup_disabled())
6079                 goto out;
6080
6081         if (PageSwapCache(page)) {
6082                 /*
6083                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6084                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6085                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6086                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6087                  * in turn serializes uncharging.
6088                  */
6089                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6090                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6091                         goto out;
6092
6093                 if (do_swap_account) {
6094                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6095                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6096
6097                         rcu_read_lock();
6098                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6099                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6100                                 memcg = NULL;
6101                         rcu_read_unlock();
6102                 }
6103         }
6104
6105         if (!memcg)
6106                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6107
6108         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6109
6110         css_put(&memcg->css);
6111 out:
6112         *memcgp = memcg;
6113         return ret;
6114 }
6115
6116 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6117                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6118                           bool compound)
6119 {
6120         struct mem_cgroup *memcg;
6121         int ret;
6122
6123         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6124         memcg = *memcgp;
6125         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6126         return ret;
6127 }
6128
6129 /**
6130  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6131  * @page: page to charge
6132  * @memcg: memcg to charge the page to
6133  * @lrucare: page might be on LRU already
6134  * @compound: charge the page as compound or small page
6135  *
6136  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6137  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6138  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6139  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6140  *
6141  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6142  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6143  *
6144  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6145  */
6146 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6147                               bool lrucare, bool compound)
6148 {
6149         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6150
6151         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6152         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6153
6154         if (mem_cgroup_disabled())
6155                 return;
6156         /*
6157          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6158          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6159          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6160          */
6161         if (!memcg)
6162                 return;
6163
6164         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6165
6166         local_irq_disable();
6167         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6168         memcg_check_events(memcg, page);
6169         local_irq_enable();
6170
6171         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6172                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6173                 /*
6174                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6175                  * let's not wait for it.  The page already received a
6176                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6177                  */
6178                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6179         }
6180 }
6181
6182 /**
6183  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6184  * @page: page to charge
6185  * @memcg: memcg to charge the page to
6186  * @compound: charge the page as compound or small page
6187  *
6188  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6189  */
6190 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6191                 bool compound)
6192 {
6193         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6194
6195         if (mem_cgroup_disabled())
6196                 return;
6197         /*
6198          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6199          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6200          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6201          */
6202         if (!memcg)
6203                 return;
6204
6205         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6206 }
6207
6208 struct uncharge_gather {
6209         struct mem_cgroup *memcg;
6210         unsigned long pgpgout;
6211         unsigned long nr_anon;
6212         unsigned long nr_file;
6213         unsigned long nr_kmem;
6214         unsigned long nr_huge;
6215         unsigned long nr_shmem;
6216         struct page *dummy_page;
6217 };
6218
6219 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6220 {
6221         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6222 }
6223
6224 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6225 {
6226         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6227         unsigned long flags;
6228
6229         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6230                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6231                 if (do_memsw_account())
6232                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6233                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6234                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6235                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6236         }
6237
6238         local_irq_save(flags);
6239         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6240         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6241         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6242         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6243         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6244         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6245         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6246         local_irq_restore(flags);
6247
6248         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6249                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6250 }
6251
6252 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6253 {
6254         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6255         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6256                         !PageHWPoison(page) , page);
6257
6258         if (!page->mem_cgroup)
6259                 return;
6260
6261         /*
6262          * Nobody should be changing or seriously looking at
6263          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6264          * exclusive access to the page.
6265          */
6266
6267         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6268                 if (ug->memcg) {
6269                         uncharge_batch(ug);
6270                         uncharge_gather_clear(ug);
6271                 }
6272                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6273         }
6274
6275         if (!PageKmemcg(page)) {
6276                 unsigned int nr_pages = 1;
6277
6278                 if (PageTransHuge(page)) {
6279                         nr_pages <<= compound_order(page);
6280                         ug->nr_huge += nr_pages;
6281                 }
6282                 if (PageAnon(page))
6283                         ug->nr_anon += nr_pages;
6284                 else {
6285                         ug->nr_file += nr_pages;
6286                         if (PageSwapBacked(page))
6287                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6288                 }
6289                 ug->pgpgout++;
6290         } else {
6291                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6292                 __ClearPageKmemcg(page);
6293         }
6294
6295         ug->dummy_page = page;
6296         page->mem_cgroup = NULL;
6297 }
6298
6299 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6300 {
6301         struct uncharge_gather ug;
6302         struct list_head *next;
6303
6304         uncharge_gather_clear(&ug);
6305
6306         /*
6307          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6308          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6309          */
6310         next = page_list->next;
6311         do {
6312                 struct page *page;
6313
6314                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6315                 next = page->lru.next;
6316
6317                 uncharge_page(page, &ug);
6318         } while (next != page_list);
6319
6320         if (ug.memcg)
6321                 uncharge_batch(&ug);
6322 }
6323
6324 /**
6325  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6326  * @page: page to uncharge
6327  *
6328  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6329  * mem_cgroup_commit_charge().
6330  */
6331 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6332 {
6333         struct uncharge_gather ug;
6334
6335         if (mem_cgroup_disabled())
6336                 return;
6337
6338         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6339         if (!page->mem_cgroup)
6340                 return;
6341
6342         uncharge_gather_clear(&ug);
6343         uncharge_page(page, &ug);
6344         uncharge_batch(&ug);
6345 }
6346
6347 /**
6348  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6349  * @page_list: list of pages to uncharge
6350  *
6351  * Uncharge a list of pages previously charged with
6352  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6353  */
6354 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6355 {
6356         if (mem_cgroup_disabled())
6357                 return;
6358
6359         if (!list_empty(page_list))
6360                 uncharge_list(page_list);
6361 }
6362
6363 /**
6364  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6365  * @oldpage: currently circulating page
6366  * @newpage: replacement page
6367  *
6368  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6369  * be uncharged upon free.
6370  *
6371  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6372  */
6373 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6374 {
6375         struct mem_cgroup *memcg;
6376         unsigned int nr_pages;
6377         bool compound;
6378         unsigned long flags;
6379
6380         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6381         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6382         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6383         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6384                        newpage);
6385
6386         if (mem_cgroup_disabled())
6387                 return;
6388
6389         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6390         if (newpage->mem_cgroup)
6391                 return;
6392
6393         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6394         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6395         if (!memcg)
6396                 return;
6397
6398         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6399         compound = PageTransHuge(newpage);
6400         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6401
6402         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6403         if (do_memsw_account())
6404                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6405         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6406
6407         commit_charge(newpage, memcg, false);
6408
6409         local_irq_save(flags);
6410         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6411         memcg_check_events(memcg, newpage);
6412         local_irq_restore(flags);
6413 }
6414
6415 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6416 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6417
6418 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6419 {
6420         struct mem_cgroup *memcg;
6421
6422         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6423                 return;
6424
6425         /*
6426          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6427          * filled. It won't however, necessarily happen from
6428          * process context. So the test for root memcg given
6429          * the current task's memcg won't help us in this case.
6430          *
6431          * Respecting the original socket's memcg is a better
6432          * decision in this case.
6433          */
6434         if (sk->sk_memcg) {
6435                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6436                 return;
6437         }
6438
6439         rcu_read_lock();
6440         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6441         if (memcg == root_mem_cgroup)
6442                 goto out;
6443         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6444                 goto out;
6445         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6446                 sk->sk_memcg = memcg;
6447 out:
6448         rcu_read_unlock();
6449 }
6450
6451 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6452 {
6453         if (sk->sk_memcg)
6454                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6455 }
6456
6457 /**
6458  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6459  * @memcg: memcg to charge
6460  * @nr_pages: number of pages to charge
6461  *
6462  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6463  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6464  */
6465 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6466 {
6467         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6468
6469         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6470                 struct page_counter *fail;
6471
6472                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6473                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6474                         return true;
6475                 }
6476                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6477                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6478                 return false;
6479         }
6480
6481         /* Don't block in the packet receive path */
6482         if (in_softirq())
6483                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6484
6485         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6486
6487         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6488                 return true;
6489
6490         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6491         return false;
6492 }
6493
6494 /**
6495  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6496  * @memcg: memcg to uncharge
6497  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6498  */
6499 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6500 {
6501         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6502                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6503                 return;
6504         }
6505
6506         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6507
6508         refill_stock(memcg, nr_pages);
6509 }
6510
6511 static int __init cgroup_memory(char *s)
6512 {
6513         char *token;
6514
6515         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6516                 if (!*token)
6517                         continue;
6518                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6519                         cgroup_memory_nosocket = true;
6520                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6521                         cgroup_memory_nokmem = true;
6522         }
6523         return 0;
6524 }
6525 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6526
6527 /*
6528  * subsys_initcall() for memory controller.
6529  *
6530  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6531  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6532  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6533  * should be initialized from here.
6534  */
6535 static int __init mem_cgroup_init(void)
6536 {
6537         int cpu, node;
6538
6539 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6540         /*
6541          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6542          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6543          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6544          * destroyed simultaneously.
6545          */
6546         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6547         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6548 #endif
6549
6550         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6551                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6552
6553         for_each_possible_cpu(cpu)
6554                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6555                           drain_local_stock);
6556
6557         for_each_node(node) {
6558                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6559
6560                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6561                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6562
6563                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6564                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6565                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6566                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6567         }
6568
6569         return 0;
6570 }
6571 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6572
6573 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6574 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6575 {
6576         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6577                 /*
6578                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6579                  * always be >= 1.
6580                  */
6581                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6582                         VM_BUG_ON(1);
6583                         break;
6584                 }
6585                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6586                 if (!memcg)
6587                         memcg = root_mem_cgroup;
6588         }
6589         return memcg;
6590 }
6591
6592 /**
6593  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6594  * @page: page whose memsw charge to transfer
6595  * @entry: swap entry to move the charge to
6596  *
6597  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6598  */
6599 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6600 {
6601         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6602         unsigned int nr_entries;
6603         unsigned short oldid;
6604
6605         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6606         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6607
6608         if (!do_memsw_account())
6609                 return;
6610
6611         memcg = page->mem_cgroup;
6612
6613         /* Readahead page, never charged */
6614         if (!memcg)
6615                 return;
6616
6617         /*
6618          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6619          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6620          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6621          */
6622         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6623         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6624         /* Get references for the tail pages, too */
6625         if (nr_entries > 1)
6626                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6627         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6628                                    nr_entries);
6629         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6630         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6631
6632         page->mem_cgroup = NULL;
6633
6634         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6635                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6636
6637         if (memcg != swap_memcg) {
6638                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6639                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6640                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6641         }
6642
6643         /*
6644          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6645          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6646          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6647          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6648          */
6649         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6650         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6651                                      -nr_entries);
6652         memcg_check_events(memcg, page);
6653
6654         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6655                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6656 }
6657
6658 /**
6659  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6660  * @page: page being added to swap
6661  * @entry: swap entry to charge
6662  *
6663  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6664  *
6665  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6666  */
6667 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6668 {
6669         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6670         struct page_counter *counter;
6671         struct mem_cgroup *memcg;
6672         unsigned short oldid;
6673
6674         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6675                 return 0;
6676
6677         memcg = page->mem_cgroup;
6678
6679         /* Readahead page, never charged */
6680         if (!memcg)
6681                 return 0;
6682
6683         if (!entry.val) {
6684                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6685                 return 0;
6686         }
6687
6688         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6689
6690         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6691             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6692                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6693                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6694                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6695                 return -ENOMEM;
6696         }
6697
6698         /* Get references for the tail pages, too */
6699         if (nr_pages > 1)
6700                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6701         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6702         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6703         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6704
6705         return 0;
6706 }
6707
6708 /**
6709  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6710  * @entry: swap entry to uncharge
6711  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6712  */
6713 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6714 {
6715         struct mem_cgroup *memcg;
6716         unsigned short id;
6717
6718         if (!do_swap_account)
6719                 return;
6720
6721         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6722         rcu_read_lock();
6723         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6724         if (memcg) {
6725                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6726                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6727                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6728                         else
6729                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6730                 }
6731                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6732                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6733         }
6734         rcu_read_unlock();
6735 }
6736
6737 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6738 {
6739         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6740
6741         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6742                 return nr_swap_pages;
6743         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6744                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6745                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6746                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6747         return nr_swap_pages;
6748 }
6749
6750 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6751 {
6752         struct mem_cgroup *memcg;
6753
6754         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6755
6756         if (vm_swap_full())
6757                 return true;
6758         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6759                 return false;
6760
6761         memcg = page->mem_cgroup;
6762         if (!memcg)
6763                 return false;
6764
6765         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6766                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6767                         return true;
6768
6769         return false;
6770 }
6771
6772 /* for remember boot option*/
6773 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6774 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6775 #else
6776 static int really_do_swap_account __initdata;
6777 #endif
6778
6779 static int __init enable_swap_account(char *s)
6780 {
6781         if (!strcmp(s, "1"))
6782                 really_do_swap_account = 1;
6783         else if (!strcmp(s, "0"))
6784                 really_do_swap_account = 0;
6785         return 1;
6786 }
6787 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6788
6789 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6790                              struct cftype *cft)
6791 {
6792         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6793
6794         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6795 }
6796
6797 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6798 {
6799         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6800                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6801 }
6802
6803 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6804                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6805 {
6806         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6807         unsigned long max;
6808         int err;
6809
6810         buf = strstrip(buf);
6811         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6812         if (err)
6813                 return err;
6814
6815         xchg(&memcg->swap.max, max);
6816
6817         return nbytes;
6818 }
6819
6820 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6821 {
6822         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6823
6824         seq_printf(m, "max %lu\n",
6825                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6826         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6827                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6828
6829         return 0;
6830 }
6831
6832 static struct cftype swap_files[] = {
6833         {
6834                 .name = "swap.current",
6835                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6836                 .read_u64 = swap_current_read,
6837         },
6838         {
6839                 .name = "swap.max",
6840                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6841                 .seq_show = swap_max_show,
6842                 .write = swap_max_write,
6843         },
6844         {
6845                 .name = "swap.events",
6846                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6847                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6848                 .seq_show = swap_events_show,
6849         },
6850         { }     /* terminate */
6851 };
6852
6853 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6854         {
6855                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6856                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6857                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6858         },
6859         {
6860                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6861                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6862                 .write = mem_cgroup_reset,
6863                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6864         },
6865         {
6866                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6868                 .write = mem_cgroup_write,
6869                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6870         },
6871         {
6872                 .name = "memsw.failcnt",
6873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6874                 .write = mem_cgroup_reset,
6875                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6876         },
6877         { },    /* terminate */
6878 };
6879
6880 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6881 {
6882         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6883                 do_swap_account = 1;
6884                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6885                                                swap_files));
6886                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6887                                                   memsw_cgroup_files));
6888         }
6889         return 0;
6890 }
6891 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6892
6893 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */