704e812bb9801fc6cccb6f28e862d5132d18cb94
[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/pagewalk.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/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
77
78 /* Socket memory accounting disabled? */
79 static bool cgroup_memory_nosocket;
80
81 /* Kernel memory accounting disabled? */
82 static bool cgroup_memory_nokmem;
83
84 /* Whether the swap controller is active */
85 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
86 int do_swap_account __read_mostly;
87 #else
88 #define do_swap_account         0
89 #endif
90
91 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
92 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
102         "inactive_anon",
103         "active_anon",
104         "inactive_file",
105         "active_file",
106         "unevictable",
107 };
108
109 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
110 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
111 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
112
113 /*
114  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
115  * their hierarchy representation
116  */
117
118 struct mem_cgroup_tree_per_node {
119         struct rb_root rb_root;
120         struct rb_node *rb_rightmost;
121         spinlock_t lock;
122 };
123
124 struct mem_cgroup_tree {
125         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
126 };
127
128 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
129
130 /* for OOM */
131 struct mem_cgroup_eventfd_list {
132         struct list_head list;
133         struct eventfd_ctx *eventfd;
134 };
135
136 /*
137  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
138  */
139 struct mem_cgroup_event {
140         /*
141          * memcg which the event belongs to.
142          */
143         struct mem_cgroup *memcg;
144         /*
145          * eventfd to signal userspace about the event.
146          */
147         struct eventfd_ctx *eventfd;
148         /*
149          * Each of these stored in a list by the cgroup.
150          */
151         struct list_head list;
152         /*
153          * register_event() callback will be used to add new userspace
154          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
155          * on eventfd to send notification to userspace.
156          */
157         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
158                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
159         /*
160          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
161          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
162          * if you want provide notification functionality.
163          */
164         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
165                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
166         /*
167          * All fields below needed to unregister event when
168          * userspace closes eventfd.
169          */
170         poll_table pt;
171         wait_queue_head_t *wqh;
172         wait_queue_entry_t wait;
173         struct work_struct remove;
174 };
175
176 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
177 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
178
179 /* Stuffs for move charges at task migration. */
180 /*
181  * Types of charges to be moved.
182  */
183 #define MOVE_ANON       0x1U
184 #define MOVE_FILE       0x2U
185 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
186
187 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
188 static struct move_charge_struct {
189         spinlock_t        lock; /* for from, to */
190         struct mm_struct  *mm;
191         struct mem_cgroup *from;
192         struct mem_cgroup *to;
193         unsigned long flags;
194         unsigned long precharge;
195         unsigned long moved_charge;
196         unsigned long moved_swap;
197         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
198         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
199 } mc = {
200         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
201         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
202 };
203
204 /*
205  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
206  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
207  */
208 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
209 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
210
211 enum charge_type {
212         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
213         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
214         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
216         NR_CHARGE_TYPE,
217 };
218
219 /* for encoding cft->private value on file */
220 enum res_type {
221         _MEM,
222         _MEMSWAP,
223         _OOM_TYPE,
224         _KMEM,
225         _TCP,
226 };
227
228 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
229 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
230 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
231 /* Used for OOM nofiier */
232 #define OOM_CONTROL             (0)
233
234 /*
235  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
236  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
237  * be used for reference counting.
238  */
239 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
243
244 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
245         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
246              iter != NULL;                              \
247              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
248
249 static inline bool should_force_charge(void)
250 {
251         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
252                 (current->flags & PF_EXITING);
253 }
254
255 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
256 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
257 {
258         if (!memcg)
259                 memcg = root_mem_cgroup;
260         return &memcg->vmpressure;
261 }
262
263 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
264 {
265         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
269 /*
270  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
271  * The main reason for not using cgroup id for this:
272  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
273  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
274  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
275  *  200 entry array for that.
276  *
277  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
278  * will double each time we have to increase it.
279  */
280 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
281 int memcg_nr_cache_ids;
282
283 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
284 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
285
286 void memcg_get_cache_ids(void)
287 {
288         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 void memcg_put_cache_ids(void)
292 {
293         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
294 }
295
296 /*
297  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
298  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
299  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
300  * tunable, but that is strictly not necessary.
301  *
302  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
303  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
304  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
305  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
306  * increase ours as well if it increases.
307  */
308 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
309 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
310
311 /*
312  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
313  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
314  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
315  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
316  */
317 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
318 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
319
320 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
321 #endif
322
323 static int memcg_shrinker_map_size;
324 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
325
326 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
327 {
328         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
329 }
330
331 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
332                                          int size, int old_size)
333 {
334         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
335         int nid;
336
337         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
338
339         for_each_node(nid) {
340                 old = rcu_dereference_protected(
341                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
342                 /* Not yet online memcg */
343                 if (!old)
344                         return 0;
345
346                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
347                 if (!new)
348                         return -ENOMEM;
349
350                 /* Set all old bits, clear all new bits */
351                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
352                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
353
354                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
355                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
356         }
357
358         return 0;
359 }
360
361 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         struct mem_cgroup_per_node *pn;
364         struct memcg_shrinker_map *map;
365         int nid;
366
367         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
368                 return;
369
370         for_each_node(nid) {
371                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
372                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
373                 if (map)
374                         kvfree(map);
375                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
376         }
377 }
378
379 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
380 {
381         struct memcg_shrinker_map *map;
382         int nid, size, ret = 0;
383
384         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
385                 return 0;
386
387         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
388         size = memcg_shrinker_map_size;
389         for_each_node(nid) {
390                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
391                 if (!map) {
392                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
393                         ret = -ENOMEM;
394                         break;
395                 }
396                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
397         }
398         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
399
400         return ret;
401 }
402
403 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
404 {
405         int size, old_size, ret = 0;
406         struct mem_cgroup *memcg;
407
408         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
409         old_size = memcg_shrinker_map_size;
410         if (size <= old_size)
411                 return 0;
412
413         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
414         if (!root_mem_cgroup)
415                 goto unlock;
416
417         for_each_mem_cgroup(memcg) {
418                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
419                         continue;
420                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
421                 if (ret) {
422                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
423                         goto unlock;
424                 }
425         }
426 unlock:
427         if (!ret)
428                 memcg_shrinker_map_size = size;
429         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
430         return ret;
431 }
432
433 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
434 {
435         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
436                 struct memcg_shrinker_map *map;
437
438                 rcu_read_lock();
439                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
440                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
441                 smp_mb__before_atomic();
442                 set_bit(shrinker_id, map->map);
443                 rcu_read_unlock();
444         }
445 }
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 (PageSlab(page) && !PageTail(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         /* Update lruvec */
756         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
757
758         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
759         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
760                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
761
762                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
763                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
764                 x = 0;
765         }
766         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
767 }
768
769 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
770 {
771         struct page *page = virt_to_head_page(p);
772         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
773         struct mem_cgroup *memcg;
774         struct lruvec *lruvec;
775
776         rcu_read_lock();
777         memcg = memcg_from_slab_page(page);
778
779         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
780         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
781                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
782         } else {
783                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
784                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
785         }
786         rcu_read_unlock();
787 }
788
789 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
790 {
791         struct mem_cgroup *memcg;
792
793         rcu_read_lock();
794         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
795         if (memcg)
796                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
797         rcu_read_unlock();
798 }
799
800 /**
801  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
802  * @memcg: the memory cgroup
803  * @idx: the event item
804  * @count: the number of events that occured
805  */
806 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
807                           unsigned long count)
808 {
809         unsigned long x;
810
811         if (mem_cgroup_disabled())
812                 return;
813
814         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
815         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
816                 struct mem_cgroup *mi;
817
818                 /*
819                  * Batch local counters to keep them in sync with
820                  * the hierarchical ones.
821                  */
822                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
823                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
824                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
825                 x = 0;
826         }
827         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
828 }
829
830 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
831 {
832         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
833 }
834
835 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
836 {
837         long x = 0;
838         int cpu;
839
840         for_each_possible_cpu(cpu)
841                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
842         return x;
843 }
844
845 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
846                                          struct page *page,
847                                          bool compound, int nr_pages)
848 {
849         /*
850          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
851          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
852          */
853         if (PageAnon(page))
854                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
855         else {
856                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
857                 if (PageSwapBacked(page))
858                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
859         }
860
861         if (compound) {
862                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
863                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
864         }
865
866         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
867         if (nr_pages > 0)
868                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
869         else {
870                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
871                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
872         }
873
874         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
875 }
876
877 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
878                                        enum mem_cgroup_events_target target)
879 {
880         unsigned long val, next;
881
882         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
883         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
884         /* from time_after() in jiffies.h */
885         if ((long)(next - val) < 0) {
886                 switch (target) {
887                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
888                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
889                         break;
890                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
891                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
892                         break;
893                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
894                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
895                         break;
896                 default:
897                         break;
898                 }
899                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
900                 return true;
901         }
902         return false;
903 }
904
905 /*
906  * Check events in order.
907  *
908  */
909 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
910 {
911         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
912         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
913                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
914                 bool do_softlimit;
915                 bool do_numainfo __maybe_unused;
916
917                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
918                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
919 #if MAX_NUMNODES > 1
920                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
921                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
922 #endif
923                 mem_cgroup_threshold(memcg);
924                 if (unlikely(do_softlimit))
925                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
926 #if MAX_NUMNODES > 1
927                 if (unlikely(do_numainfo))
928                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
929 #endif
930         }
931 }
932
933 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
934 {
935         /*
936          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
937          * if it races with swapoff, page migration, etc.
938          * So this can be called with p == NULL.
939          */
940         if (unlikely(!p))
941                 return NULL;
942
943         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
944 }
945 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
946
947 /**
948  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
949  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
950  *
951  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
952  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
953  * returned.
954  */
955 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
956 {
957         struct mem_cgroup *memcg;
958
959         if (mem_cgroup_disabled())
960                 return NULL;
961
962         rcu_read_lock();
963         do {
964                 /*
965                  * Page cache insertions can happen withou an
966                  * actual mm context, e.g. during disk probing
967                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
968                  */
969                 if (unlikely(!mm))
970                         memcg = root_mem_cgroup;
971                 else {
972                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
973                         if (unlikely(!memcg))
974                                 memcg = root_mem_cgroup;
975                 }
976         } while (!css_tryget(&memcg->css));
977         rcu_read_unlock();
978         return memcg;
979 }
980 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
981
982 /**
983  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
984  * @page: page from which memcg should be extracted.
985  *
986  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
987  * root_mem_cgroup is returned.
988  */
989 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
990 {
991         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
992
993         if (mem_cgroup_disabled())
994                 return NULL;
995
996         rcu_read_lock();
997         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
998                 memcg = root_mem_cgroup;
999         rcu_read_unlock();
1000         return memcg;
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1003
1004 /**
1005  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
1006  */
1007 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1008 {
1009         if (unlikely(current->active_memcg)) {
1010                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
1011
1012                 rcu_read_lock();
1013                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
1014                         memcg = current->active_memcg;
1015                 rcu_read_unlock();
1016                 return memcg;
1017         }
1018         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1019 }
1020
1021 /**
1022  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1023  * @root: hierarchy root
1024  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1025  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1026  *
1027  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1028  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1029  *
1030  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1031  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1032  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1033  *
1034  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1035  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1036  * reclaimers operating on the same node and priority.
1037  */
1038 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1039                                    struct mem_cgroup *prev,
1040                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1041 {
1042         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1043         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1044         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1045         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1046
1047         if (mem_cgroup_disabled())
1048                 return NULL;
1049
1050         if (!root)
1051                 root = root_mem_cgroup;
1052
1053         if (prev && !reclaim)
1054                 pos = prev;
1055
1056         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1057                 if (prev)
1058                         goto out;
1059                 return root;
1060         }
1061
1062         rcu_read_lock();
1063
1064         if (reclaim) {
1065                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1066
1067                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1068                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1069
1070                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1071                         goto out_unlock;
1072
1073                 while (1) {
1074                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1075                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1076                                 break;
1077                         /*
1078                          * css reference reached zero, so iter->position will
1079                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1080                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1081                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1082                          * might block it. So we clear iter->position right
1083                          * away.
1084                          */
1085                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1086                 }
1087         }
1088
1089         if (pos)
1090                 css = &pos->css;
1091
1092         for (;;) {
1093                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1094                 if (!css) {
1095                         /*
1096                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1097                          * new one might jump in right at the end of
1098                          * the hierarchy - make sure they see at least
1099                          * one group and restart from the beginning.
1100                          */
1101                         if (!prev)
1102                                 continue;
1103                         break;
1104                 }
1105
1106                 /*
1107                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1108                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1109                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1110                  */
1111                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1112
1113                 if (css == &root->css)
1114                         break;
1115
1116                 if (css_tryget(css))
1117                         break;
1118
1119                 memcg = NULL;
1120         }
1121
1122         if (reclaim) {
1123                 /*
1124                  * The position could have already been updated by a competing
1125                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1126                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1127                  */
1128                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1129
1130                 if (pos)
1131                         css_put(&pos->css);
1132
1133                 if (!memcg)
1134                         iter->generation++;
1135                 else if (!prev)
1136                         reclaim->generation = iter->generation;
1137         }
1138
1139 out_unlock:
1140         rcu_read_unlock();
1141 out:
1142         if (prev && prev != root)
1143                 css_put(&prev->css);
1144
1145         return memcg;
1146 }
1147
1148 /**
1149  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1150  * @root: hierarchy root
1151  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1152  */
1153 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1154                            struct mem_cgroup *prev)
1155 {
1156         if (!root)
1157                 root = root_mem_cgroup;
1158         if (prev && prev != root)
1159                 css_put(&prev->css);
1160 }
1161
1162 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1163                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1164 {
1165         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1166         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1167         int nid;
1168         int i;
1169
1170         for_each_node(nid) {
1171                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1172                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1173                         iter = &mz->iter[i];
1174                         cmpxchg(&iter->position,
1175                                 dead_memcg, NULL);
1176                 }
1177         }
1178 }
1179
1180 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1181 {
1182         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1183         struct mem_cgroup *last;
1184
1185         do {
1186                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1187                 last = memcg;
1188         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1189
1190         /*
1191          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1192          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1193          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1194          * dead_memcg from cgroup root separately.
1195          */
1196         if (last != root_mem_cgroup)
1197                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1198                                                 dead_memcg);
1199 }
1200
1201 /**
1202  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1203  * @memcg: hierarchy root
1204  * @fn: function to call for each task
1205  * @arg: argument passed to @fn
1206  *
1207  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1208  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1209  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1210  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1211  *
1212  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1213  */
1214 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1215                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1216 {
1217         struct mem_cgroup *iter;
1218         int ret = 0;
1219
1220         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1221
1222         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1223                 struct css_task_iter it;
1224                 struct task_struct *task;
1225
1226                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1227                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1228                         ret = fn(task, arg);
1229                 css_task_iter_end(&it);
1230                 if (ret) {
1231                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1232                         break;
1233                 }
1234         }
1235         return ret;
1236 }
1237
1238 /**
1239  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1240  * @page: the page
1241  * @pgdat: pgdat of the page
1242  *
1243  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1244  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1245  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1246  */
1247 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1248 {
1249         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1250         struct mem_cgroup *memcg;
1251         struct lruvec *lruvec;
1252
1253         if (mem_cgroup_disabled()) {
1254                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1255                 goto out;
1256         }
1257
1258         memcg = page->mem_cgroup;
1259         /*
1260          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1261          * possibly migrated - before they are charged.
1262          */
1263         if (!memcg)
1264                 memcg = root_mem_cgroup;
1265
1266         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1267         lruvec = &mz->lruvec;
1268 out:
1269         /*
1270          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1271          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1272          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1273          */
1274         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1275                 lruvec->pgdat = pgdat;
1276         return lruvec;
1277 }
1278
1279 /**
1280  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1281  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1282  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1283  * @zid: zone id of the accounted pages
1284  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1285  *
1286  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1287  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1288  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1289  */
1290 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1291                                 int zid, int nr_pages)
1292 {
1293         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1294         unsigned long *lru_size;
1295         long size;
1296
1297         if (mem_cgroup_disabled())
1298                 return;
1299
1300         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1301         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1302
1303         if (nr_pages < 0)
1304                 *lru_size += nr_pages;
1305
1306         size = *lru_size;
1307         if (WARN_ONCE(size < 0,
1308                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1309                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1310                 VM_BUG_ON(1);
1311                 *lru_size = 0;
1312         }
1313
1314         if (nr_pages > 0)
1315                 *lru_size += nr_pages;
1316 }
1317
1318 /**
1319  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1320  * @memcg: the memory cgroup
1321  *
1322  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1323  * pages.
1324  */
1325 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         unsigned long margin = 0;
1328         unsigned long count;
1329         unsigned long limit;
1330
1331         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1332         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1333         if (count < limit)
1334                 margin = limit - count;
1335
1336         if (do_memsw_account()) {
1337                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1338                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1339                 if (count <= limit)
1340                         margin = min(margin, limit - count);
1341                 else
1342                         margin = 0;
1343         }
1344
1345         return margin;
1346 }
1347
1348 /*
1349  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1350  *
1351  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1352  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1353  * caused by "move".
1354  */
1355 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         struct mem_cgroup *from;
1358         struct mem_cgroup *to;
1359         bool ret = false;
1360         /*
1361          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1362          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1363          */
1364         spin_lock(&mc.lock);
1365         from = mc.from;
1366         to = mc.to;
1367         if (!from)
1368                 goto unlock;
1369
1370         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1371                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1372 unlock:
1373         spin_unlock(&mc.lock);
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1378 {
1379         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1380                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1381                         DEFINE_WAIT(wait);
1382                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1383                         /* moving charge context might have finished. */
1384                         if (mc.moving_task)
1385                                 schedule();
1386                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1387                         return true;
1388                 }
1389         }
1390         return false;
1391 }
1392
1393 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1394 {
1395         struct seq_buf s;
1396         int i;
1397
1398         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1399         if (!s.buffer)
1400                 return NULL;
1401
1402         /*
1403          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1404          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1405          *
1406          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1407          * 1) generic big picture -> specifics and details
1408          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1409          *
1410          * Current memory state:
1411          */
1412
1413         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1414                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1415                        PAGE_SIZE);
1416         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1417                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1418                        PAGE_SIZE);
1419         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1420                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1421                        1024);
1422         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1423                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1424                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1425                        PAGE_SIZE);
1426         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1427                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1428                        PAGE_SIZE);
1429
1430         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1431                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1432                        PAGE_SIZE);
1433         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1434                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1435                        PAGE_SIZE);
1436         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1437                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1438                        PAGE_SIZE);
1439         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1440                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1441                        PAGE_SIZE);
1442
1443         /*
1444          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1445          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1446          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1447          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1448          */
1449         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1450                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1451                        PAGE_SIZE);
1452
1453         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1454                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1455                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1456                                PAGE_SIZE);
1457
1458         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1459                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1460                        PAGE_SIZE);
1461         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1462                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1463                        PAGE_SIZE);
1464
1465         /* Accumulated memory events */
1466
1467         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1468         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1469
1470         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1471                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1472         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1473                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1474         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1475                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1476
1477         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1478         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1479                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1480                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1481         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1482                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1483                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1484         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1485         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1486         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1487         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1488
1489 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1490         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1491                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1492         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1493                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1494 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1495
1496         /* The above should easily fit into one page */
1497         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1498
1499         return s.buffer;
1500 }
1501
1502 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1503 /**
1504  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1505  * memory controller.
1506  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1507  * @p: Task that is going to be killed
1508  *
1509  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1510  * enabled
1511  */
1512 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1513 {
1514         rcu_read_lock();
1515
1516         if (memcg) {
1517                 pr_cont(",oom_memcg=");
1518                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1519         } else
1520                 pr_cont(",global_oom");
1521         if (p) {
1522                 pr_cont(",task_memcg=");
1523                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1524         }
1525         rcu_read_unlock();
1526 }
1527
1528 /**
1529  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1530  * memory controller.
1531  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1532  */
1533 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1534 {
1535         char *buf;
1536
1537         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1538                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1539                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1540         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1541                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1542                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1543                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1544         else {
1545                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1546                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1547                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1548                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1549                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1550                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1551         }
1552
1553         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1554         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1555         pr_cont(":");
1556         buf = memory_stat_format(memcg);
1557         if (!buf)
1558                 return;
1559         pr_info("%s", buf);
1560         kfree(buf);
1561 }
1562
1563 /*
1564  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1565  */
1566 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1567 {
1568         unsigned long max;
1569
1570         max = memcg->memory.max;
1571         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1572                 unsigned long memsw_max;
1573                 unsigned long swap_max;
1574
1575                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1576                 swap_max = memcg->swap.max;
1577                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1578                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1579         }
1580         return max;
1581 }
1582
1583 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         return page_counter_read(&memcg->memory);
1586 }
1587
1588 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1589                                      int order)
1590 {
1591         struct oom_control oc = {
1592                 .zonelist = NULL,
1593                 .nodemask = NULL,
1594                 .memcg = memcg,
1595                 .gfp_mask = gfp_mask,
1596                 .order = order,
1597         };
1598         bool ret;
1599
1600         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1601                 return true;
1602         /*
1603          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1604          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1605          */
1606         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1607         mutex_unlock(&oom_lock);
1608         return ret;
1609 }
1610
1611 #if MAX_NUMNODES > 1
1612
1613 /**
1614  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1615  * @memcg: the target memcg
1616  * @nid: the node ID to be checked.
1617  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1618  *
1619  * This function returns whether the specified memcg contains any
1620  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1621  * pages in the node.
1622  */
1623 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1624                 int nid, bool noswap)
1625 {
1626         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1627
1628         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1629             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1630                 return true;
1631         if (noswap || !total_swap_pages)
1632                 return false;
1633         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1634             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1635                 return true;
1636         return false;
1637
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1642  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1643  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1644  *
1645  */
1646 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1647 {
1648         int nid;
1649         /*
1650          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1651          * pagein/pageout changes since the last update.
1652          */
1653         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1654                 return;
1655         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1656                 return;
1657
1658         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1659         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1660
1661         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1662
1663                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1664                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1665         }
1666
1667         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1668         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1673  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1674  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1675  *
1676  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1677  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1678  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1679  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1680  *
1681  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1682  */
1683 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         int node;
1686
1687         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1688         node = memcg->last_scanned_node;
1689
1690         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1691         /*
1692          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1693          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1694          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1695          */
1696         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1697                 node = numa_node_id();
1698
1699         memcg->last_scanned_node = node;
1700         return node;
1701 }
1702 #else
1703 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1704 {
1705         return 0;
1706 }
1707 #endif
1708
1709 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1710                                    pg_data_t *pgdat,
1711                                    gfp_t gfp_mask,
1712                                    unsigned long *total_scanned)
1713 {
1714         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1715         int total = 0;
1716         int loop = 0;
1717         unsigned long excess;
1718         unsigned long nr_scanned;
1719         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1720                 .pgdat = pgdat,
1721                 .priority = 0,
1722         };
1723
1724         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1725
1726         while (1) {
1727                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1728                 if (!victim) {
1729                         loop++;
1730                         if (loop >= 2) {
1731                                 /*
1732                                  * If we have not been able to reclaim
1733                                  * anything, it might because there are
1734                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1735                                  */
1736                                 if (!total)
1737                                         break;
1738                                 /*
1739                                  * We want to do more targeted reclaim.
1740                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1741                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1742                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1743                                  */
1744                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1745                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1746                                         break;
1747                         }
1748                         continue;
1749                 }
1750                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1751                                         pgdat, &nr_scanned);
1752                 *total_scanned += nr_scanned;
1753                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1754                         break;
1755         }
1756         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1757         return total;
1758 }
1759
1760 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1761 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1762         .name = "memcg_oom_lock",
1763 };
1764 #endif
1765
1766 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1767
1768 /*
1769  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1770  * If someone is running, return false.
1771  */
1772 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1775
1776         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1777
1778         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1779                 if (iter->oom_lock) {
1780                         /*
1781                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1782                          * so we cannot give a lock.
1783                          */
1784                         failed = iter;
1785                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1786                         break;
1787                 } else
1788                         iter->oom_lock = true;
1789         }
1790
1791         if (failed) {
1792                 /*
1793                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1794                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1795                  */
1796                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1797                         if (iter == failed) {
1798                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1799                                 break;
1800                         }
1801                         iter->oom_lock = false;
1802                 }
1803         } else
1804                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1805
1806         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1807
1808         return !failed;
1809 }
1810
1811 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1812 {
1813         struct mem_cgroup *iter;
1814
1815         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1816         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1817         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1818                 iter->oom_lock = false;
1819         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1820 }
1821
1822 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1823 {
1824         struct mem_cgroup *iter;
1825
1826         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1827         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1828                 iter->under_oom++;
1829         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1830 }
1831
1832 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1833 {
1834         struct mem_cgroup *iter;
1835
1836         /*
1837          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1838          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1839          */
1840         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1841         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1842                 if (iter->under_oom > 0)
1843                         iter->under_oom--;
1844         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1845 }
1846
1847 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1848
1849 struct oom_wait_info {
1850         struct mem_cgroup *memcg;
1851         wait_queue_entry_t      wait;
1852 };
1853
1854 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1855         unsigned mode, int sync, void *arg)
1856 {
1857         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1858         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1859         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1860
1861         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1862         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1863
1864         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1865             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1866                 return 0;
1867         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1868 }
1869
1870 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1871 {
1872         /*
1873          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1874          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1875          * this function is called as a result of userland actions
1876          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1877          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1878          * triggering notification.
1879          */
1880         if (memcg && memcg->under_oom)
1881                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1882 }
1883
1884 enum oom_status {
1885         OOM_SUCCESS,
1886         OOM_FAILED,
1887         OOM_ASYNC,
1888         OOM_SKIPPED
1889 };
1890
1891 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1892 {
1893         enum oom_status ret;
1894         bool locked;
1895
1896         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1897                 return OOM_SKIPPED;
1898
1899         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1900
1901         /*
1902          * We are in the middle of the charge context here, so we
1903          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1904          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1905          *
1906          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1907          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1908          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1909          * released.
1910          *
1911          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1912          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1913          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1914          * invoke the oom killer here.
1915          *
1916          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1917          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1918          */
1919         if (memcg->oom_kill_disable) {
1920                 if (!current->in_user_fault)
1921                         return OOM_SKIPPED;
1922                 css_get(&memcg->css);
1923                 current->memcg_in_oom = memcg;
1924                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1925                 current->memcg_oom_order = order;
1926
1927                 return OOM_ASYNC;
1928         }
1929
1930         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1931
1932         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1933
1934         if (locked)
1935                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1936
1937         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1938         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1939                 ret = OOM_SUCCESS;
1940         else
1941                 ret = OOM_FAILED;
1942
1943         if (locked)
1944                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1945
1946         return ret;
1947 }
1948
1949 /**
1950  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1951  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1952  *
1953  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1954  * handler was enabled.
1955  *
1956  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1957  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1958  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1959  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1960  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1961  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1962  *
1963  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1964  * completed, %false otherwise.
1965  */
1966 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1967 {
1968         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1969         struct oom_wait_info owait;
1970         bool locked;
1971
1972         /* OOM is global, do not handle */
1973         if (!memcg)
1974                 return false;
1975
1976         if (!handle)
1977                 goto cleanup;
1978
1979         owait.memcg = memcg;
1980         owait.wait.flags = 0;
1981         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1982         owait.wait.private = current;
1983         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1984
1985         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1986         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1987
1988         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1989
1990         if (locked)
1991                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1992
1993         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1994                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1995                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1996                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1997                                          current->memcg_oom_order);
1998         } else {
1999                 schedule();
2000                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2001                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2002         }
2003
2004         if (locked) {
2005                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2006                 /*
2007                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2008                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2009                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2010                  */
2011                 memcg_oom_recover(memcg);
2012         }
2013 cleanup:
2014         current->memcg_in_oom = NULL;
2015         css_put(&memcg->css);
2016         return true;
2017 }
2018
2019 /**
2020  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2021  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2022  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2023  *
2024  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2025  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2026  *
2027  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2028  */
2029 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2030                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2031 {
2032         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2033         struct mem_cgroup *memcg;
2034
2035         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2036                 return NULL;
2037
2038         if (!oom_domain)
2039                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2040
2041         rcu_read_lock();
2042
2043         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2044         if (memcg == root_mem_cgroup)
2045                 goto out;
2046
2047         /*
2048          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2049          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2050          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2051          */
2052         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2053                 if (memcg->oom_group)
2054                         oom_group = memcg;
2055
2056                 if (memcg == oom_domain)
2057                         break;
2058         }
2059
2060         if (oom_group)
2061                 css_get(&oom_group->css);
2062 out:
2063         rcu_read_unlock();
2064
2065         return oom_group;
2066 }
2067
2068 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2069 {
2070         pr_info("Tasks in ");
2071         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2072         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2073 }
2074
2075 /**
2076  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2077  * @page: the page
2078  *
2079  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2080  * another cgroup.
2081  *
2082  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2083  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2084  * when @page might get freed inside the locked section.
2085  */
2086 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2087 {
2088         struct mem_cgroup *memcg;
2089         unsigned long flags;
2090
2091         /*
2092          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2093          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2094          * because page moving starts with an RCU grace period.
2095          *
2096          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2097          * the page state that is going to change is the only thing
2098          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2099          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2100          * keep off truncation, migration and so forth.
2101          */
2102         rcu_read_lock();
2103
2104         if (mem_cgroup_disabled())
2105                 return NULL;
2106 again:
2107         memcg = page->mem_cgroup;
2108         if (unlikely(!memcg))
2109                 return NULL;
2110
2111         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2112                 return memcg;
2113
2114         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2115         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2116                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2117                 goto again;
2118         }
2119
2120         /*
2121          * When charge migration first begins, we can have locked and
2122          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2123          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2124          */
2125         memcg->move_lock_task = current;
2126         memcg->move_lock_flags = flags;
2127
2128         return memcg;
2129 }
2130 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2131
2132 /**
2133  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2134  * @memcg: the memcg
2135  *
2136  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2137  */
2138 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2139 {
2140         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2141                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2142
2143                 memcg->move_lock_task = NULL;
2144                 memcg->move_lock_flags = 0;
2145
2146                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2147         }
2148
2149         rcu_read_unlock();
2150 }
2151
2152 /**
2153  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2154  * @page: the page
2155  */
2156 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2157 {
2158         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2159 }
2160 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2161
2162 struct memcg_stock_pcp {
2163         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2164         unsigned int nr_pages;
2165         struct work_struct work;
2166         unsigned long flags;
2167 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2168 };
2169 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2170 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2171
2172 /**
2173  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2174  * @memcg: memcg to consume from.
2175  * @nr_pages: how many pages to charge.
2176  *
2177  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2178  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2179  * service an allocation will refill the stock.
2180  *
2181  * returns true if successful, false otherwise.
2182  */
2183 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2184 {
2185         struct memcg_stock_pcp *stock;
2186         unsigned long flags;
2187         bool ret = false;
2188
2189         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2190                 return ret;
2191
2192         local_irq_save(flags);
2193
2194         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2195         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2196                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2197                 ret = true;
2198         }
2199
2200         local_irq_restore(flags);
2201
2202         return ret;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2207  */
2208 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2209 {
2210         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2211
2212         if (stock->nr_pages) {
2213                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2214                 if (do_memsw_account())
2215                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2216                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2217                 stock->nr_pages = 0;
2218         }
2219         stock->cached = NULL;
2220 }
2221
2222 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2223 {
2224         struct memcg_stock_pcp *stock;
2225         unsigned long flags;
2226
2227         /*
2228          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2229          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2230          */
2231         local_irq_save(flags);
2232
2233         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2234         drain_stock(stock);
2235         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2236
2237         local_irq_restore(flags);
2238 }
2239
2240 /*
2241  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2242  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2243  */
2244 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2245 {
2246         struct memcg_stock_pcp *stock;
2247         unsigned long flags;
2248
2249         local_irq_save(flags);
2250
2251         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2252         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2253                 drain_stock(stock);
2254                 stock->cached = memcg;
2255         }
2256         stock->nr_pages += nr_pages;
2257
2258         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2259                 drain_stock(stock);
2260
2261         local_irq_restore(flags);
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2266  * of the hierarchy under it.
2267  */
2268 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2269 {
2270         int cpu, curcpu;
2271
2272         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2273         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2274                 return;
2275         /*
2276          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2277          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2278          * as well as workers from this path always operate on the local
2279          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2280          */
2281         curcpu = get_cpu();
2282         for_each_online_cpu(cpu) {
2283                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2284                 struct mem_cgroup *memcg;
2285                 bool flush = false;
2286
2287                 rcu_read_lock();
2288                 memcg = stock->cached;
2289                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2290                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2291                         flush = true;
2292                 rcu_read_unlock();
2293
2294                 if (flush &&
2295                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2296                         if (cpu == curcpu)
2297                                 drain_local_stock(&stock->work);
2298                         else
2299                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2300                 }
2301         }
2302         put_cpu();
2303         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2304 }
2305
2306 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2307 {
2308         struct memcg_stock_pcp *stock;
2309         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2310
2311         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2312         drain_stock(stock);
2313
2314         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2315                 int i;
2316
2317                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2318                         int nid;
2319                         long x;
2320
2321                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2322                         if (x)
2323                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2324                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2325
2326                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2327                                 continue;
2328
2329                         for_each_node(nid) {
2330                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2331
2332                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2333                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2334                                 if (x)
2335                                         do {
2336                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2337                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2338                         }
2339                 }
2340
2341                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2342                         long x;
2343
2344                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2345                         if (x)
2346                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2347                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2348                 }
2349         }
2350
2351         return 0;
2352 }
2353
2354 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2355                          unsigned int nr_pages,
2356                          gfp_t gfp_mask)
2357 {
2358         do {
2359                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2360                         continue;
2361                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2362                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2363         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2364 }
2365
2366 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2367 {
2368         struct mem_cgroup *memcg;
2369
2370         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2371         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2376  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2377  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2378  */
2379 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2380
2381 /*
2382  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2383  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2384  * below.
2385  *
2386  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2387  *   overage ratio to a delay.
2388  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2389  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2390  *   to produce a reasonable delay curve.
2391  *
2392  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2393  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2394  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2395  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2396  * example, with a high of 100 megabytes:
2397  *
2398  *  +-------+------------------------+
2399  *  | usage | time to allocate in ms |
2400  *  +-------+------------------------+
2401  *  | 100M  |                      0 |
2402  *  | 101M  |                      6 |
2403  *  | 102M  |                     25 |
2404  *  | 103M  |                     57 |
2405  *  | 104M  |                    102 |
2406  *  | 105M  |                    159 |
2407  *  | 106M  |                    230 |
2408  *  | 107M  |                    313 |
2409  *  | 108M  |                    409 |
2410  *  | 109M  |                    518 |
2411  *  | 110M  |                    639 |
2412  *  | 111M  |                    774 |
2413  *  | 112M  |                    921 |
2414  *  | 113M  |                   1081 |
2415  *  | 114M  |                   1254 |
2416  *  | 115M  |                   1439 |
2417  *  | 116M  |                   1638 |
2418  *  | 117M  |                   1849 |
2419  *  | 118M  |                   2000 |
2420  *  | 119M  |                   2000 |
2421  *  | 120M  |                   2000 |
2422  *  +-------+------------------------+
2423  */
2424  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2425  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2426
2427 /*
2428  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2429  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2430  */
2431 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2432                                           unsigned int nr_pages)
2433 {
2434         unsigned long penalty_jiffies;
2435         u64 max_overage = 0;
2436
2437         do {
2438                 unsigned long usage, high;
2439                 u64 overage;
2440
2441                 usage = page_counter_read(&memcg->memory);
2442                 high = READ_ONCE(memcg->high);
2443
2444                 if (usage <= high)
2445                         continue;
2446
2447                 /*
2448                  * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2449                  * it was a threshold of 1 page
2450                  */
2451                 high = max(high, 1UL);
2452
2453                 overage = usage - high;
2454                 overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2455                 overage = div64_u64(overage, high);
2456
2457                 if (overage > max_overage)
2458                         max_overage = overage;
2459         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2460                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2461
2462         if (!max_overage)
2463                 return 0;
2464
2465         /*
2466          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2467          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2468          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2469          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2470          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2471          * overage amount.
2472          */
2473         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2474         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2475         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2476
2477         /*
2478          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2479          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2480          * 4N-sized allocation.
2481          *
2482          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2483          * larger the current charge patch is than that.
2484          */
2485         penalty_jiffies = penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2486
2487         /*
2488          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2489          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2490          * extremely slowly.
2491          */
2492         return min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2493 }
2494
2495 /*
2496  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2497  * and reclaims memory over the high limit.
2498  */
2499 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2500 {
2501         unsigned long penalty_jiffies;
2502         unsigned long pflags;
2503         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2504         struct mem_cgroup *memcg;
2505
2506         if (likely(!nr_pages))
2507                 return;
2508
2509         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2510         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2511         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2512
2513         /*
2514          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2515          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2516          */
2517         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages);
2518
2519         /*
2520          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2521          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2522          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2523          * been aggressively reclaimed enough yet.
2524          */
2525         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2526                 goto out;
2527
2528         /*
2529          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2530          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2531          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2532          */
2533         psi_memstall_enter(&pflags);
2534         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2535         psi_memstall_leave(&pflags);
2536
2537 out:
2538         css_put(&memcg->css);
2539 }
2540
2541 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2542                       unsigned int nr_pages)
2543 {
2544         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2545         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2546         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2547         struct page_counter *counter;
2548         unsigned long nr_reclaimed;
2549         bool may_swap = true;
2550         bool drained = false;
2551         enum oom_status oom_status;
2552
2553         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2554                 return 0;
2555 retry:
2556         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2557                 return 0;
2558
2559         if (!do_memsw_account() ||
2560             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2561                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2562                         goto done_restock;
2563                 if (do_memsw_account())
2564                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2565                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2566         } else {
2567                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2568                 may_swap = false;
2569         }
2570
2571         if (batch > nr_pages) {
2572                 batch = nr_pages;
2573                 goto retry;
2574         }
2575
2576         /*
2577          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2578          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2579          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2580          * and let these go through as privileged allocations.
2581          */
2582         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2583                 goto force;
2584
2585         /*
2586          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2587          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2588          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2589          * free their memory.
2590          */
2591         if (unlikely(should_force_charge()))
2592                 goto force;
2593
2594         /*
2595          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2596          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2597          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2598          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2599          */
2600         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2601                 goto force;
2602
2603         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2604                 goto nomem;
2605
2606         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2607                 goto nomem;
2608
2609         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2610
2611         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2612                                                     gfp_mask, may_swap);
2613
2614         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2615                 goto retry;
2616
2617         if (!drained) {
2618                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2619                 drained = true;
2620                 goto retry;
2621         }
2622
2623         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2624                 goto nomem;
2625         /*
2626          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2627          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2628          * before killing the task.
2629          *
2630          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2631          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2632          * to regular pages anyway in case of failure.
2633          */
2634         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2635                 goto retry;
2636         /*
2637          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2638          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2639          */
2640         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2641                 goto retry;
2642
2643         if (nr_retries--)
2644                 goto retry;
2645
2646         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2647                 goto nomem;
2648
2649         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2650                 goto force;
2651
2652         if (fatal_signal_pending(current))
2653                 goto force;
2654
2655         /*
2656          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2657          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2658          * couldn't make any progress.
2659          */
2660         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2661                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2662         switch (oom_status) {
2663         case OOM_SUCCESS:
2664                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2665                 goto retry;
2666         case OOM_FAILED:
2667                 goto force;
2668         default:
2669                 goto nomem;
2670         }
2671 nomem:
2672         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2673                 return -ENOMEM;
2674 force:
2675         /*
2676          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2677          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2678          * temporarily by force charging it.
2679          */
2680         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2681         if (do_memsw_account())
2682                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2683         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2684
2685         return 0;
2686
2687 done_restock:
2688         css_get_many(&memcg->css, batch);
2689         if (batch > nr_pages)
2690                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2691
2692         /*
2693          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2694          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2695          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2696          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2697          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2698          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2699          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2700          */
2701         do {
2702                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2703                         /* Don't bother a random interrupted task */
2704                         if (in_interrupt()) {
2705                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2706                                 break;
2707                         }
2708                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2709                         set_notify_resume(current);
2710                         break;
2711                 }
2712         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2713
2714         return 0;
2715 }
2716
2717 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2718 {
2719         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2720                 return;
2721
2722         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2723         if (do_memsw_account())
2724                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2725
2726         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2727 }
2728
2729 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2730 {
2731         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2732
2733         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2734         if (PageLRU(page)) {
2735                 struct lruvec *lruvec;
2736
2737                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2738                 ClearPageLRU(page);
2739                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2740                 *isolated = 1;
2741         } else
2742                 *isolated = 0;
2743 }
2744
2745 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2746 {
2747         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2748
2749         if (isolated) {
2750                 struct lruvec *lruvec;
2751
2752                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2753                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2754                 SetPageLRU(page);
2755                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2756         }
2757         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2758 }
2759
2760 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2761                           bool lrucare)
2762 {
2763         int isolated;
2764
2765         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2766
2767         /*
2768          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2769          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2770          */
2771         if (lrucare)
2772                 lock_page_lru(page, &isolated);
2773
2774         /*
2775          * Nobody should be changing or seriously looking at
2776          * page->mem_cgroup at this point:
2777          *
2778          * - the page is uncharged
2779          *
2780          * - the page is off-LRU
2781          *
2782          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2783          *   a locked page table
2784          *
2785          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2786          *   have the page locked
2787          */
2788         page->mem_cgroup = memcg;
2789
2790         if (lrucare)
2791                 unlock_page_lru(page, isolated);
2792 }
2793
2794 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2795 /*
2796  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2797  *
2798  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2799  * cgroup_mutex, etc.
2800  */
2801 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2802 {
2803         struct page *page;
2804
2805         if (mem_cgroup_disabled())
2806                 return NULL;
2807
2808         page = virt_to_head_page(p);
2809
2810         /*
2811          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2812          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2813          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2814          */
2815         if (PageSlab(page))
2816                 return memcg_from_slab_page(page);
2817
2818         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2819         return page->mem_cgroup;
2820 }
2821
2822 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2823 {
2824         int id, size;
2825         int err;
2826
2827         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2828                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2829         if (id < 0)
2830                 return id;
2831
2832         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2833                 return id;
2834
2835         /*
2836          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2837          * so we have to grow them.
2838          */
2839         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2840
2841         size = 2 * (id + 1);
2842         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2843                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2844         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2845                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2846
2847         err = memcg_update_all_caches(size);
2848         if (!err)
2849                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2850         if (!err)
2851                 memcg_nr_cache_ids = size;
2852
2853         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2854
2855         if (err) {
2856                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2857                 return err;
2858         }
2859         return id;
2860 }
2861
2862 static void memcg_free_cache_id(int id)
2863 {
2864         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2865 }
2866
2867 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2868         struct mem_cgroup *memcg;
2869         struct kmem_cache *cachep;
2870         struct work_struct work;
2871 };
2872
2873 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2874 {
2875         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2876                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2877         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2878         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2879
2880         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2881
2882         css_put(&memcg->css);
2883         kfree(cw);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2888  */
2889 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2890                                                struct kmem_cache *cachep)
2891 {
2892         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2893
2894         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2895                 return;
2896
2897         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2898         if (!cw) {
2899                 css_put(&memcg->css);
2900                 return;
2901         }
2902
2903         cw->memcg = memcg;
2904         cw->cachep = cachep;
2905         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2906
2907         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2908 }
2909
2910 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2911 {
2912         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2913                 return true;
2914         return false;
2915 }
2916
2917 /**
2918  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2919  * @cachep: the original global kmem cache
2920  *
2921  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2922  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2923  *
2924  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2925  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2926  * go through with the original cache.
2927  *
2928  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2929  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2930  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2931  * reference.
2932  */
2933 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2934 {
2935         struct mem_cgroup *memcg;
2936         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2937         struct memcg_cache_array *arr;
2938         int kmemcg_id;
2939
2940         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2941
2942         if (memcg_kmem_bypass())
2943                 return cachep;
2944
2945         rcu_read_lock();
2946
2947         if (unlikely(current->active_memcg))
2948                 memcg = current->active_memcg;
2949         else
2950                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2951
2952         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2953                 goto out_unlock;
2954
2955         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2956         if (kmemcg_id < 0)
2957                 goto out_unlock;
2958
2959         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2960
2961         /*
2962          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2963          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2964          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2965          */
2966         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2967
2968         /*
2969          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2970          * context), we could be be predictable and return right away.
2971          * This would guarantee that the allocation being performed
2972          * already belongs in the new cache.
2973          *
2974          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2975          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2976          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2977          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2978          * defer everything.
2979          *
2980          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2981          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2982          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2983          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2984          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2985          * creation of a new kmem_cache.
2986          */
2987         if (unlikely(!memcg_cachep))
2988                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2989         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2990                 cachep = memcg_cachep;
2991 out_unlock:
2992         rcu_read_unlock();
2993         return cachep;
2994 }
2995
2996 /**
2997  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2998  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2999  */
3000 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
3001 {
3002         if (!is_root_cache(cachep))
3003                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
3004 }
3005
3006 /**
3007  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
3008  * @page: page to charge
3009  * @gfp: reclaim mode
3010  * @order: allocation order
3011  * @memcg: memory cgroup to charge
3012  *
3013  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3014  */
3015 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
3016                             struct mem_cgroup *memcg)
3017 {
3018         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3019         struct page_counter *counter;
3020         int ret;
3021
3022         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3023         if (ret)
3024                 return ret;
3025
3026         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3027             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3028
3029                 /*
3030                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3031                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3032                  * handling code.
3033                  */
3034                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3035                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3036                         return 0;
3037                 }
3038                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3039                 return -ENOMEM;
3040         }
3041         return 0;
3042 }
3043
3044 /**
3045  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
3046  * @page: page to charge
3047  * @gfp: reclaim mode
3048  * @order: allocation order
3049  *
3050  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3051  */
3052 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3053 {
3054         struct mem_cgroup *memcg;
3055         int ret = 0;
3056
3057         if (memcg_kmem_bypass())
3058                 return 0;
3059
3060         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3061         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3062                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
3063                 if (!ret) {
3064                         page->mem_cgroup = memcg;
3065                         __SetPageKmemcg(page);
3066                 }
3067         }
3068         css_put(&memcg->css);
3069         return ret;
3070 }
3071
3072 /**
3073  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
3074  * @memcg: memcg to uncharge
3075  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3076  */
3077 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
3078                                  unsigned int nr_pages)
3079 {
3080         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3081                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3082
3083         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3084         if (do_memsw_account())
3085                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3086 }
3087 /**
3088  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
3089  * @page: page to uncharge
3090  * @order: allocation order
3091  */
3092 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
3093 {
3094         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3095         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3096
3097         if (!memcg)
3098                 return;
3099
3100         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3101         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
3102         page->mem_cgroup = NULL;
3103
3104         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3105         if (PageKmemcg(page))
3106                 __ClearPageKmemcg(page);
3107
3108         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
3109 }
3110 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3111
3112 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3113
3114 /*
3115  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3116  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3117  */
3118 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3119 {
3120         int i;
3121
3122         if (mem_cgroup_disabled())
3123                 return;
3124
3125         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3126                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3127
3128         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
3129 }
3130 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3131
3132 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3133 /**
3134  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3135  * @entry: swap entry to be moved
3136  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3137  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3138  *
3139  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3140  * as the mem_cgroup's id of @from.
3141  *
3142  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3143  *
3144  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3145  * both res and memsw, and called css_get().
3146  */
3147 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3148                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3149 {
3150         unsigned short old_id, new_id;
3151
3152         old_id = mem_cgroup_id(from);
3153         new_id = mem_cgroup_id(to);
3154
3155         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3156                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3157                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3158                 return 0;
3159         }
3160         return -EINVAL;
3161 }
3162 #else
3163 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3164                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3165 {
3166         return -EINVAL;
3167 }
3168 #endif
3169
3170 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3171
3172 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3173                                  unsigned long max, bool memsw)
3174 {
3175         bool enlarge = false;
3176         bool drained = false;
3177         int ret;
3178         bool limits_invariant;
3179         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3180
3181         do {
3182                 if (signal_pending(current)) {
3183                         ret = -EINTR;
3184                         break;
3185                 }
3186
3187                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3188                 /*
3189                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3190                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3191                  */
3192                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
3193                                            max <= memcg->memsw.max;
3194                 if (!limits_invariant) {
3195                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3196                         ret = -EINVAL;
3197                         break;
3198                 }
3199                 if (max > counter->max)
3200                         enlarge = true;
3201                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3202                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3203
3204                 if (!ret)
3205                         break;
3206
3207                 if (!drained) {
3208                         drain_all_stock(memcg);
3209                         drained = true;
3210                         continue;
3211                 }
3212
3213                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3214                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3215                         ret = -EBUSY;
3216                         break;
3217                 }
3218         } while (true);
3219
3220         if (!ret && enlarge)
3221                 memcg_oom_recover(memcg);
3222
3223         return ret;
3224 }
3225
3226 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3227                                             gfp_t gfp_mask,
3228                                             unsigned long *total_scanned)
3229 {
3230         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3231         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3232         unsigned long reclaimed;
3233         int loop = 0;
3234         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3235         unsigned long excess;
3236         unsigned long nr_scanned;
3237
3238         if (order > 0)
3239                 return 0;
3240
3241         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3242
3243         /*
3244          * Do not even bother to check the largest node if the root
3245          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3246          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3247          */
3248         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3249                 return 0;
3250
3251         /*
3252          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3253          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3254          * pressure
3255          */
3256         do {
3257                 if (next_mz)
3258                         mz = next_mz;
3259                 else
3260                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3261                 if (!mz)
3262                         break;
3263
3264                 nr_scanned = 0;
3265                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3266                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3267                 nr_reclaimed += reclaimed;
3268                 *total_scanned += nr_scanned;
3269                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3270                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3271
3272                 /*
3273                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3274                  * it is time to move on to the next cgroup
3275                  */
3276                 next_mz = NULL;
3277                 if (!reclaimed)
3278                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3279
3280                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3281                 /*
3282                  * One school of thought says that we should not add
3283                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3284                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3285                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3286                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3287                  * term TODO.
3288                  */
3289                 /* If excess == 0, no tree ops */
3290                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3291                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3292                 css_put(&mz->memcg->css);
3293                 loop++;
3294                 /*
3295                  * Could not reclaim anything and there are no more
3296                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3297                  * reclaiming anything.
3298                  */
3299                 if (!nr_reclaimed &&
3300                         (next_mz == NULL ||
3301                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3302                         break;
3303         } while (!nr_reclaimed);
3304         if (next_mz)
3305                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3306         return nr_reclaimed;
3307 }
3308
3309 /*
3310  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3311  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3312  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3313  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3314  */
3315 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3316 {
3317         bool ret;
3318
3319         rcu_read_lock();
3320         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3321         rcu_read_unlock();
3322         return ret;
3323 }
3324
3325 /*
3326  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3327  *
3328  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3329  */
3330 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3331 {
3332         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3333
3334         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3335         lru_add_drain_all();
3336
3337         drain_all_stock(memcg);
3338
3339         /* try to free all pages in this cgroup */
3340         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3341                 int progress;
3342
3343                 if (signal_pending(current))
3344                         return -EINTR;
3345
3346                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3347                                                         GFP_KERNEL, true);
3348                 if (!progress) {
3349                         nr_retries--;
3350                         /* maybe some writeback is necessary */
3351                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3352                 }
3353
3354         }
3355
3356         return 0;
3357 }
3358
3359 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3360                                             char *buf, size_t nbytes,
3361                                             loff_t off)
3362 {
3363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3364
3365         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3366                 return -EINVAL;
3367         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3368 }
3369
3370 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3371 static int mem_cgroup_force_reclaim(struct cgroup_subsys_state *css,
3372                                struct cftype *cft, u64 val)
3373 {
3374         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3375         unsigned long nr_to_reclaim = val;
3376         unsigned long total = 0;
3377         int loop;
3378
3379         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
3380                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_to_reclaim,
3381                                                 GFP_KERNEL, true);
3382
3383                 /*
3384                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
3385                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
3386                  * If more than nr_to_reclaim pages were already reclaimed,
3387                  * finish force reclaim.
3388                  */
3389                 if (loop && (!total || total > nr_to_reclaim))
3390                         break;
3391         }
3392
3393         pr_info("%s: [Mem_reclaim] Loop: %d - Total_reclaimed: %lu - nr_to_reclaim: %lu\n",
3394                 __func__, loop, total, nr_to_reclaim);
3395
3396         return total;
3397 }
3398 #endif
3399
3400 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3401                                      struct cftype *cft)
3402 {
3403         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3404 }
3405
3406 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3407                                       struct cftype *cft, u64 val)
3408 {
3409         int retval = 0;
3410         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3411         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3412
3413         if (memcg->use_hierarchy == val)
3414                 return 0;
3415
3416         /*
3417          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3418          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3419          * occur, provided the current cgroup has no children.
3420          *
3421          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3422          * set if there are no children.
3423          */
3424         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3425                                 (val == 1 || val == 0)) {
3426                 if (!memcg_has_children(memcg))
3427                         memcg->use_hierarchy = val;
3428                 else
3429                         retval = -EBUSY;
3430         } else
3431                 retval = -EINVAL;
3432
3433         return retval;
3434 }
3435
3436 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3437 {
3438         unsigned long val;
3439
3440         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3441                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3442                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3443                 if (swap)
3444                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3445         } else {
3446                 if (!swap)
3447                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3448                 else
3449                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3450         }
3451         return val;
3452 }
3453
3454 enum {
3455         RES_USAGE,
3456         RES_LIMIT,
3457         RES_MAX_USAGE,
3458         RES_FAILCNT,
3459         RES_SOFT_LIMIT,
3460 };
3461
3462 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3463                                struct cftype *cft)
3464 {
3465         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3466         struct page_counter *counter;
3467
3468         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3469         case _MEM:
3470                 counter = &memcg->memory;
3471                 break;
3472         case _MEMSWAP:
3473                 counter = &memcg->memsw;
3474                 break;
3475         case _KMEM:
3476                 counter = &memcg->kmem;
3477                 break;
3478         case _TCP:
3479                 counter = &memcg->tcpmem;
3480                 break;
3481         default:
3482                 BUG();
3483         }
3484
3485         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3486         case RES_USAGE:
3487                 if (counter == &memcg->memory)
3488                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3489                 if (counter == &memcg->memsw)
3490                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3491                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3492         case RES_LIMIT:
3493                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3494         case RES_MAX_USAGE:
3495                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3496         case RES_FAILCNT:
3497                 return counter->failcnt;
3498         case RES_SOFT_LIMIT:
3499                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3500         default:
3501                 BUG();
3502         }
3503 }
3504
3505 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3506 {
3507         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3508         struct mem_cgroup *mi;
3509         int node, cpu, i;
3510
3511         for_each_online_cpu(cpu)
3512                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3513                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3514
3515         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3516                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3517                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3518
3519         for_each_node(node) {
3520                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3521                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3522
3523                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3524                         stat[i] = 0;
3525
3526                 for_each_online_cpu(cpu)
3527                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3528                                 stat[i] += per_cpu(
3529                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3530
3531                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3532                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3533                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3534         }
3535 }
3536
3537 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3538 {
3539         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3540         struct mem_cgroup *mi;
3541         int cpu, i;
3542
3543         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3544                 events[i] = 0;
3545
3546         for_each_online_cpu(cpu)
3547                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3548                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3549                                              cpu);
3550
3551         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3552                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3553                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3554 }
3555
3556 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3557 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3558 {
3559         int memcg_id;
3560
3561         if (cgroup_memory_nokmem)
3562                 return 0;
3563
3564         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3565         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3566
3567         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3568         if (memcg_id < 0)
3569                 return memcg_id;
3570
3571         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3572         /*
3573          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3574          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3575          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3576          * patched.
3577          */
3578         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3579         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3580         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3581
3582         return 0;
3583 }
3584
3585 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3586 {
3587         struct cgroup_subsys_state *css;
3588         struct mem_cgroup *parent, *child;
3589         int kmemcg_id;
3590
3591         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3592                 return;
3593         /*
3594          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3595          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3596          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3597          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3598          */
3599         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3600
3601         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3602         if (!parent)
3603                 parent = root_mem_cgroup;
3604
3605         /*
3606          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3607          */
3608         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3609
3610         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3611         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3612
3613         /*
3614          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3615          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3616          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3617          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3618          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3619          * memcg_drain_all_list_lrus().
3620          */
3621         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3622         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3623                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3624                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3625                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3626                 if (!memcg->use_hierarchy)
3627                         break;
3628         }
3629         rcu_read_unlock();
3630
3631         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3632
3633         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3634 }
3635
3636 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3637 {
3638         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3639         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3640                 memcg_offline_kmem(memcg);
3641
3642         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3643                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3644                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3645         }
3646 }
3647 #else
3648 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3649 {
3650         return 0;
3651 }
3652 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3653 {
3654 }
3655 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3656 {
3657 }
3658 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3659
3660 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3661                                  unsigned long max)
3662 {
3663         int ret;
3664
3665         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3666         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3667         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3668         return ret;
3669 }
3670
3671 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3672 {
3673         int ret;
3674
3675         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3676
3677         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3678         if (ret)
3679                 goto out;
3680
3681         if (!memcg->tcpmem_active) {
3682                 /*
3683                  * The active flag needs to be written after the static_key
3684                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3685                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3686                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3687                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3688                  *
3689                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3690                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3691                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3692                  * yet, we'll lose accounting.
3693                  *
3694                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3695                  * because when this value change, the code to process it is not
3696                  * patched in yet.
3697                  */
3698                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3699                 memcg->tcpmem_active = true;
3700         }
3701 out:
3702         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3703         return ret;
3704 }
3705
3706 /*
3707  * The user of this function is...
3708  * RES_LIMIT.
3709  */
3710 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3711                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3712 {
3713         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3714         unsigned long nr_pages;
3715         int ret;
3716
3717         buf = strstrip(buf);
3718         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3719         if (ret)
3720                 return ret;
3721
3722         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3723         case RES_LIMIT:
3724                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3725                         ret = -EINVAL;
3726                         break;
3727                 }
3728                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3729                 case _MEM:
3730                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3731                         break;
3732                 case _MEMSWAP:
3733                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3734                         break;
3735                 case _KMEM:
3736                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3737                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3738                                      "depend on this functionality.\n");
3739                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3740                         break;
3741                 case _TCP:
3742                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3743                         break;
3744                 }
3745                 break;
3746         case RES_SOFT_LIMIT:
3747                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3748                 ret = 0;
3749                 break;
3750         }
3751         return ret ?: nbytes;
3752 }
3753
3754 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3755                                 size_t nbytes, loff_t off)
3756 {
3757         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3758         struct page_counter *counter;
3759
3760         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3761         case _MEM:
3762                 counter = &memcg->memory;
3763                 break;
3764         case _MEMSWAP:
3765                 counter = &memcg->memsw;
3766                 break;
3767         case _KMEM:
3768                 counter = &memcg->kmem;
3769                 break;
3770         case _TCP:
3771                 counter = &memcg->tcpmem;
3772                 break;
3773         default:
3774                 BUG();
3775         }
3776
3777         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3778         case RES_MAX_USAGE:
3779                 page_counter_reset_watermark(counter);
3780                 break;
3781         case RES_FAILCNT:
3782                 counter->failcnt = 0;
3783                 break;
3784         default:
3785                 BUG();
3786         }
3787
3788         return nbytes;
3789 }
3790
3791 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3792                                         struct cftype *cft)
3793 {
3794         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3795 }
3796
3797 #ifdef CONFIG_MMU
3798 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3799                                         struct cftype *cft, u64 val)
3800 {
3801         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3802
3803         if (val & ~MOVE_MASK)
3804                 return -EINVAL;
3805
3806         /*
3807          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3808          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3809          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3810          * affect task migrations starting after the change.
3811          */
3812         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3813         return 0;
3814 }
3815 #else
3816 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3817                                         struct cftype *cft, u64 val)
3818 {
3819         return -ENOSYS;
3820 }
3821 #endif
3822
3823 #ifdef CONFIG_NUMA
3824
3825 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3826 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3827 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3828
3829 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3830                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3831 {
3832         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3833         unsigned long nr = 0;
3834         enum lru_list lru;
3835
3836         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3837
3838         for_each_lru(lru) {
3839                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3840                         continue;
3841                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3842         }
3843         return nr;
3844 }
3845
3846 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3847                                              unsigned int lru_mask)
3848 {
3849         unsigned long nr = 0;
3850         enum lru_list lru;
3851
3852         for_each_lru(lru) {
3853                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3854                         continue;
3855                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3856         }
3857         return nr;
3858 }
3859
3860 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3861 {
3862         struct numa_stat {
3863                 const char *name;
3864                 unsigned int lru_mask;
3865         };
3866
3867         static const struct numa_stat stats[] = {
3868                 { "total", LRU_ALL },
3869                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3870                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3871                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3872         };
3873         const struct numa_stat *stat;
3874         int nid;
3875         unsigned long nr;
3876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3877
3878         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3879                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3880                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3881                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3882                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3883                                                           stat->lru_mask);
3884                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3885                 }
3886                 seq_putc(m, '\n');
3887         }
3888
3889         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3890                 struct mem_cgroup *iter;
3891
3892                 nr = 0;
3893                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3894                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3895                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3896                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3897                         nr = 0;
3898                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3899                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3900                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3901                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3902                 }
3903                 seq_putc(m, '\n');
3904         }
3905
3906         return 0;
3907 }
3908 #endif /* CONFIG_NUMA */
3909
3910 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3911         MEMCG_CACHE,
3912         MEMCG_RSS,
3913         MEMCG_RSS_HUGE,
3914         NR_SHMEM,
3915         NR_FILE_MAPPED,
3916         NR_FILE_DIRTY,
3917         NR_WRITEBACK,
3918         MEMCG_SWAP,
3919 };
3920
3921 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3922         "cache",
3923         "rss",
3924         "rss_huge",
3925         "shmem",
3926         "mapped_file",
3927         "dirty",
3928         "writeback",
3929         "swap",
3930 };
3931
3932 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3933 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3934         PGPGIN,
3935         PGPGOUT,
3936         PGFAULT,
3937         PGMAJFAULT,
3938 };
3939
3940 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3941         "pgpgin",
3942         "pgpgout",
3943         "pgfault",
3944         "pgmajfault",
3945 };
3946
3947 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3948 {
3949         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3950         unsigned long memory, memsw;
3951         struct mem_cgroup *mi;
3952         unsigned int i;
3953
3954         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3955         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3956
3957         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3958                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3959                         continue;
3960                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3961                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3962                            PAGE_SIZE);
3963         }
3964
3965         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3966                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3967                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3968
3969         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3970                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3971                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3972                            PAGE_SIZE);
3973
3974         /* Hierarchical information */
3975         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3976         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3977                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3978                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3979         }
3980         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3981                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3982         if (do_memsw_account())
3983                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3984                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3985
3986         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3987                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3988                         continue;
3989                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3990                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3991                            PAGE_SIZE);
3992         }
3993
3994         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3995                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3996                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3997
3998         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3999                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
4000                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4001                            PAGE_SIZE);
4002
4003 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4004         {
4005                 pg_data_t *pgdat;
4006                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4007                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
4008                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4009                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4010
4011                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4012                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4013                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
4014
4015                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4016                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4017                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4018                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4019                 }
4020                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4021                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4022                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4023                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4024         }
4025 #endif
4026
4027         return 0;
4028 }
4029
4030 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4031                                       struct cftype *cft)
4032 {
4033         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4034
4035         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4036 }
4037
4038 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4039                                        struct cftype *cft, u64 val)
4040 {
4041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4042
4043         if (val > 100)
4044                 return -EINVAL;
4045
4046         if (css->parent)
4047                 memcg->swappiness = val;
4048         else
4049                 vm_swappiness = val;
4050
4051         return 0;
4052 }
4053
4054 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4055 {
4056         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4057         unsigned long usage;
4058         int i;
4059
4060         rcu_read_lock();
4061         if (!swap)
4062                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4063         else
4064                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4065
4066         if (!t)
4067                 goto unlock;
4068
4069         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4070
4071         /*
4072          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4073          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4074          * call of __mem_cgroup_threshold().
4075          */
4076         i = t->current_threshold;
4077
4078         /*
4079          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4080          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4081          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4082          * only one element of the array here.
4083          */
4084         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4085                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4086
4087         /* i = current_threshold + 1 */
4088         i++;
4089
4090         /*
4091          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4092          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4093          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4094          * only one element of the array here.
4095          */
4096         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4097                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4098
4099         /* Update current_threshold */
4100         t->current_threshold = i - 1;
4101 unlock:
4102         rcu_read_unlock();
4103 }
4104
4105 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4106 {
4107         while (memcg) {
4108                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4109                 if (do_memsw_account())
4110                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4111
4112                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4113         }
4114 }
4115
4116 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4117 {
4118         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4119         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4120
4121         if (_a->threshold > _b->threshold)
4122                 return 1;
4123
4124         if (_a->threshold < _b->threshold)
4125                 return -1;
4126
4127         return 0;
4128 }
4129
4130 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4131 {
4132         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4133
4134         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4135
4136         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4137                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4138
4139         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4140         return 0;
4141 }
4142
4143 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4144 {
4145         struct mem_cgroup *iter;
4146
4147         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4148                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4149 }
4150
4151 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4152         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4153 {
4154         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4155         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4156         unsigned long threshold;
4157         unsigned long usage;
4158         int i, size, ret;
4159
4160         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4161         if (ret)
4162                 return ret;
4163
4164         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4165
4166         if (type == _MEM) {
4167                 thresholds = &memcg->thresholds;
4168                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4169         } else if (type == _MEMSWAP) {
4170                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4171                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4172         } else
4173                 BUG();
4174
4175         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4176         if (thresholds->primary)
4177                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4178
4179         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4180
4181         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4182         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4183         if (!new) {
4184                 ret = -ENOMEM;
4185                 goto unlock;
4186         }
4187         new->size = size;
4188
4189         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4190         if (thresholds->primary) {
4191                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4192                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4193         }
4194
4195         /* Add new threshold */
4196         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4197         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4198
4199         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4200         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4201                         compare_thresholds, NULL);
4202
4203         /* Find current threshold */
4204         new->current_threshold = -1;
4205         for (i = 0; i < size; i++) {
4206                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4207                         /*
4208                          * new->current_threshold will not be used until
4209                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4210                          * it here.
4211                          */
4212                         ++new->current_threshold;
4213                 } else
4214                         break;
4215         }
4216
4217         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4218         kfree(thresholds->spare);
4219         thresholds->spare = thresholds->primary;
4220
4221         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4222
4223         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4224         synchronize_rcu();
4225
4226 unlock:
4227         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4228
4229         return ret;
4230 }
4231
4232 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4233         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4234 {
4235         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4236 }
4237
4238 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4239         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4240 {
4241         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4242 }
4243
4244 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4245         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4246 {
4247         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4248         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4249         unsigned long usage;
4250         int i, j, size, entries;
4251
4252         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4253
4254         if (type == _MEM) {
4255                 thresholds = &memcg->thresholds;
4256                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4257         } else if (type == _MEMSWAP) {
4258                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4259                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4260         } else
4261                 BUG();
4262
4263         if (!thresholds->primary)
4264                 goto unlock;
4265
4266         /* Check if a threshold crossed before removing */
4267         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4268
4269         /* Calculate new number of threshold */
4270         size = entries = 0;
4271         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4272                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4273                         size++;
4274                 else
4275                         entries++;
4276         }
4277
4278         new = thresholds->spare;
4279
4280         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4281         if (!entries)
4282                 goto unlock;
4283
4284         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4285         if (!size) {
4286                 kfree(new);
4287                 new = NULL;
4288                 goto swap_buffers;
4289         }
4290
4291         new->size = size;
4292
4293         /* Copy thresholds and find current threshold */
4294         new->current_threshold = -1;
4295         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4296                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4297                         continue;
4298
4299                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4300                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4301                         /*
4302                          * new->current_threshold will not be used
4303                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4304                          * it here.
4305                          */
4306                         ++new->current_threshold;
4307                 }
4308                 j++;
4309         }
4310
4311 swap_buffers:
4312         /* Swap primary and spare array */
4313         thresholds->spare = thresholds->primary;
4314
4315         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4316
4317         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4318         synchronize_rcu();
4319
4320         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4321         if (!new) {
4322                 kfree(thresholds->spare);
4323                 thresholds->spare = NULL;
4324         }
4325 unlock:
4326         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4327 }
4328
4329 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4330         struct eventfd_ctx *eventfd)
4331 {
4332         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4333 }
4334
4335 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4336         struct eventfd_ctx *eventfd)
4337 {
4338         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4339 }
4340
4341 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4342         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4343 {
4344         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4345
4346         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4347         if (!event)
4348                 return -ENOMEM;
4349
4350         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4351
4352         event->eventfd = eventfd;
4353         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4354
4355         /* already in OOM ? */
4356         if (memcg->under_oom)
4357                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4358         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4359
4360         return 0;
4361 }
4362
4363 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4364         struct eventfd_ctx *eventfd)
4365 {
4366         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4367
4368         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4369
4370         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4371                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4372                         list_del(&ev->list);
4373                         kfree(ev);
4374                 }
4375         }
4376
4377         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4378 }
4379
4380 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4381 {
4382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4383
4384         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4385         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4386         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4387                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4388         return 0;
4389 }
4390
4391 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4392         struct cftype *cft, u64 val)
4393 {
4394         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4395
4396         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4397         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4398                 return -EINVAL;
4399
4400         memcg->oom_kill_disable = val;
4401         if (!val)
4402                 memcg_oom_recover(memcg);
4403
4404         return 0;
4405 }
4406
4407 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4408
4409 #include <trace/events/writeback.h>
4410
4411 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4412 {
4413         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4414 }
4415
4416 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4417 {
4418         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4419 }
4420
4421 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4422 {
4423         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4424 }
4425
4426 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4427 {
4428         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4429
4430         if (!memcg->css.parent)
4431                 return NULL;
4432
4433         return &memcg->cgwb_domain;
4434 }
4435
4436 /*
4437  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4438  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4439  */
4440 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4441 {
4442         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4443         int cpu;
4444
4445         for_each_online_cpu(cpu)
4446                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4447         if (x < 0)
4448                 x = 0;
4449         return x;
4450 }
4451
4452 /**
4453  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4454  * @wb: bdi_writeback in question
4455  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4456  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4457  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4458  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4459  *
4460  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4461  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4462  * is a bit more involved.
4463  *
4464  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4465  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4466  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4467  * available memory in the system.  The caller should further cap
4468  * *@pheadroom accordingly.
4469  */
4470 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4471                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4472                          unsigned long *pwriteback)
4473 {
4474         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4475         struct mem_cgroup *parent;
4476
4477         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4478
4479         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4480         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4481         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4482                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4483         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4484
4485         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4486                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4487                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4488
4489                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4490                 memcg = parent;
4491         }
4492 }
4493
4494 /*
4495  * Foreign dirty flushing
4496  *
4497  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4498  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4499  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4500  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4501  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4502  * different cgroups isn't a common use-case.
4503  *
4504  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4505  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4506  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4507  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4508  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4509  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4510  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4511  * make writeback of the dirty pages happen.
4512  *
4513  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4514  * severely throttled after making some progress after each
4515  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4516  * completely idle.
4517  *
4518  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4519  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4520  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4521  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4522  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4523  *
4524  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4525  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4526  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4527  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4528  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4529  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4530  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4531  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4532  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4533  *
4534  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4535  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4536  * records are lockless and racy.
4537  */
4538 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4539                                              struct bdi_writeback *wb)
4540 {
4541         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4542         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4543         u64 now = get_jiffies_64();
4544         u64 oldest_at = now;
4545         int oldest = -1;
4546         int i;
4547
4548         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4549
4550         /*
4551          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4552          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4553          * written out.
4554          */
4555         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4556                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4557                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4558                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4559                         break;
4560                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4561                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4562                         oldest = i;
4563                         oldest_at = frn->at;
4564                 }
4565         }
4566
4567         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4568                 /*
4569                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4570                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4571                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4572                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4573                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4574                  */
4575                 unsigned long update_intv =
4576                         min_t(unsigned long, HZ,
4577                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4578
4579                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4580                         frn->at = now;
4581         } else if (oldest >= 0) {
4582                 /* replace the oldest free one */
4583                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4584                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4585                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4586                 frn->at = now;
4587         }
4588 }
4589
4590 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4591 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4592 {
4593         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4594         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4595         u64 now = jiffies_64;
4596         int i;
4597
4598         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4599                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4600
4601                 /*
4602                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4603                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4604                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4605                  * already one in flight.
4606                  */
4607                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4608                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4609                         frn->at = 0;
4610                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4611                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4612                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4613                                                &frn->done);
4614                 }
4615         }
4616 }
4617
4618 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4619
4620 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4621 {
4622         return 0;
4623 }
4624
4625 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4626 {
4627 }
4628
4629 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4630 {
4631 }
4632
4633 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4634
4635 /*
4636  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4637  *
4638  * "cgroup.event_control" implementation.
4639  *
4640  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4641  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4642  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4643  *
4644  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4645  * possible.
4646  */
4647
4648 /*
4649  * Unregister event and free resources.
4650  *
4651  * Gets called from workqueue.
4652  */
4653 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4654 {
4655         struct mem_cgroup_event *event =
4656                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4657         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4658
4659         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4660
4661         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4662
4663         /* Notify userspace the event is going away. */
4664         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4665
4666         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4667         kfree(event);
4668         css_put(&memcg->css);
4669 }
4670
4671 /*
4672  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4673  *
4674  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4675  */
4676 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4677                             int sync, void *key)
4678 {
4679         struct mem_cgroup_event *event =
4680                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4681         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4682         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4683
4684         if (flags & EPOLLHUP) {
4685                 /*
4686                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4687                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4688                  * for us.
4689                  *
4690                  * We can't race against event freeing since the other
4691                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4692                  * which we hold.
4693                  */
4694                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4695                 if (!list_empty(&event->list)) {
4696                         list_del_init(&event->list);
4697                         /*
4698                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4699                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4700                          */
4701                         schedule_work(&event->remove);
4702                 }
4703                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4704         }
4705
4706         return 0;
4707 }
4708
4709 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4710                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4711 {
4712         struct mem_cgroup_event *event =
4713                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4714
4715         event->wqh = wqh;
4716         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4717 }
4718
4719 /*
4720  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4721  *
4722  * Parse input and register new cgroup event handler.
4723  *
4724  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4725  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4726  */
4727 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4728                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4729 {
4730         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4731         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4732         struct mem_cgroup_event *event;
4733         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4734         unsigned int efd, cfd;
4735         struct fd efile;
4736         struct fd cfile;
4737         const char *name;
4738         char *endp;
4739         int ret;
4740
4741         buf = strstrip(buf);
4742
4743         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4744         if (*endp != ' ')
4745                 return -EINVAL;
4746         buf = endp + 1;
4747
4748         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4749         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4750                 return -EINVAL;
4751         buf = endp + 1;
4752
4753         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4754         if (!event)
4755                 return -ENOMEM;
4756
4757         event->memcg = memcg;
4758         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4759         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4760         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4761         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4762
4763         efile = fdget(efd);
4764         if (!efile.file) {
4765                 ret = -EBADF;
4766                 goto out_kfree;
4767         }
4768
4769         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4770         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4771                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4772                 goto out_put_efile;
4773         }
4774
4775         cfile = fdget(cfd);
4776         if (!cfile.file) {
4777                 ret = -EBADF;
4778                 goto out_put_eventfd;
4779         }
4780
4781         /* the process need read permission on control file */
4782         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4783         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4784         if (ret < 0)
4785                 goto out_put_cfile;
4786
4787         /*
4788          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4789          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4790          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4791          * is for compatibility anyway.
4792          *
4793          * DO NOT ADD NEW FILES.
4794          */
4795         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4796
4797         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4798                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4799                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4800         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4801                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4802                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4803         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4804                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4805                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4806         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4807                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4808                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4809         } else {
4810                 ret = -EINVAL;
4811                 goto out_put_cfile;
4812         }
4813
4814         /*
4815          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4816          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4817          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4818          */
4819         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4820                                                &memory_cgrp_subsys);
4821         ret = -EINVAL;
4822         if (IS_ERR(cfile_css))
4823                 goto out_put_cfile;
4824         if (cfile_css != css) {
4825                 css_put(cfile_css);
4826                 goto out_put_cfile;
4827         }
4828
4829         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4830         if (ret)
4831                 goto out_put_css;
4832
4833         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4834
4835         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4836         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4837         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4838
4839         fdput(cfile);
4840         fdput(efile);
4841
4842         return nbytes;
4843
4844 out_put_css:
4845         css_put(css);
4846 out_put_cfile:
4847         fdput(cfile);
4848 out_put_eventfd:
4849         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4850 out_put_efile:
4851         fdput(efile);
4852 out_kfree:
4853         kfree(event);
4854
4855         return ret;
4856 }
4857
4858 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4859         {
4860                 .name = "usage_in_bytes",
4861                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4862                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4863         },
4864         {
4865                 .name = "max_usage_in_bytes",
4866                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4867                 .write = mem_cgroup_reset,
4868                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4869         },
4870         {
4871                 .name = "limit_in_bytes",
4872                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4873                 .write = mem_cgroup_write,
4874                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4875         },
4876         {
4877                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4878                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4879                 .write = mem_cgroup_write,
4880                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4881         },
4882         {
4883                 .name = "failcnt",
4884                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4885                 .write = mem_cgroup_reset,
4886                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4887         },
4888         {
4889                 .name = "stat",
4890                 .seq_show = memcg_stat_show,
4891         },
4892         {
4893                 .name = "force_empty",
4894                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4895         },
4896         {
4897                 .name = "use_hierarchy",
4898                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4899                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4900         },
4901         {
4902                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4903                 .write = memcg_write_event_control,
4904                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4905         },
4906         {
4907                 .name = "swappiness",
4908                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4909                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4910         },
4911         {
4912                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4913                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4914                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4915         },
4916         {
4917                 .name = "oom_control",
4918                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4919                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4920                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4921         },
4922         {
4923                 .name = "pressure_level",
4924         },
4925 #ifdef CONFIG_NUMA
4926         {
4927                 .name = "numa_stat",
4928                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4929         },
4930 #endif
4931         {
4932                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4933                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4934                 .write = mem_cgroup_write,
4935                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4936         },
4937         {
4938                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4939                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4940                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4941         },
4942         {
4943                 .name = "kmem.failcnt",
4944                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4945                 .write = mem_cgroup_reset,
4946                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4947         },
4948         {
4949                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4950                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4951                 .write = mem_cgroup_reset,
4952                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4953         },
4954 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4955         {
4956                 .name = "kmem.slabinfo",
4957                 .seq_start = memcg_slab_start,
4958                 .seq_next = memcg_slab_next,
4959                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4960                 .seq_show = memcg_slab_show,
4961         },
4962 #endif
4963         {
4964                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4966                 .write = mem_cgroup_write,
4967                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4968         },
4969         {
4970                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4971                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4972                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4973         },
4974         {
4975                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4976                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4977                 .write = mem_cgroup_reset,
4978                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4979         },
4980         {
4981                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4982                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4983                 .write = mem_cgroup_reset,
4984                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4985         },
4986         { },    /* terminate */
4987 };
4988
4989 /*
4990  * Private memory cgroup IDR
4991  *
4992  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4993  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4994  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4995  * memory-controlled cgroups to 64k.
4996  *
4997  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4998  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4999  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5000  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5001  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5002  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5003  *
5004  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5005  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5006  * when the CSS is offlined.
5007  *
5008  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5009  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5010  * those references are manageable from userspace.
5011  */
5012
5013 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5014
5015 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5016 {
5017         if (memcg->id.id > 0) {
5018                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5019                 memcg->id.id = 0;
5020         }
5021 }
5022
5023 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5024 {
5025         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5026 }
5027
5028 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5029 {
5030         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5031                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5032
5033                 /* Memcg ID pins CSS */
5034                 css_put(&memcg->css);
5035         }
5036 }
5037
5038 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5039 {
5040         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5041 }
5042
5043 /**
5044  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5045  * @id: the memcg id to look up
5046  *
5047  * Caller must hold rcu_read_lock().
5048  */
5049 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5050 {
5051         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5052         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5053 }
5054
5055 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5056 {
5057         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5058         int tmp = node;
5059         /*
5060          * This routine is called against possible nodes.
5061          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5062          *
5063          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5064          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5065          *       function.
5066          */
5067         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5068                 tmp = -1;
5069         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5070         if (!pn)
5071                 return 1;
5072
5073         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5074         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5075                 kfree(pn);
5076                 return 1;
5077         }
5078
5079         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5080         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5081                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5082                 kfree(pn);
5083                 return 1;
5084         }
5085
5086         lruvec_init(&pn->lruvec);
5087         pn->usage_in_excess = 0;
5088         pn->on_tree = false;
5089         pn->memcg = memcg;
5090
5091         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5092         return 0;
5093 }
5094
5095 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5096 {
5097         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5098
5099         if (!pn)
5100                 return;
5101
5102         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5103         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5104         kfree(pn);
5105 }
5106
5107 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5108 {
5109         int node;
5110
5111         for_each_node(node)
5112                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5113         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5114         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5115         kfree(memcg);
5116 }
5117
5118 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5119 {
5120         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5121         /*
5122          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5123          * on parent's and all ancestor levels.
5124          */
5125         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5126         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5127         __mem_cgroup_free(memcg);
5128 }
5129
5130 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5131 {
5132         struct mem_cgroup *memcg;
5133         unsigned int size;
5134         int node;
5135         int __maybe_unused i;
5136         long error = -ENOMEM;
5137
5138         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5139         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5140
5141         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5142         if (!memcg)
5143                 return ERR_PTR(error);
5144
5145         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5146                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5147                                  GFP_KERNEL);
5148         if (memcg->id.id < 0) {
5149                 error = memcg->id.id;
5150                 goto fail;
5151         }
5152
5153         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5154         if (!memcg->vmstats_local)
5155                 goto fail;
5156
5157         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5158         if (!memcg->vmstats_percpu)
5159                 goto fail;
5160
5161         for_each_node(node)
5162                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5163                         goto fail;
5164
5165         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5166                 goto fail;
5167
5168         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5169         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5170         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5171         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5172         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5173         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5174         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5175         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5176         memcg->socket_pressure = jiffies;
5177 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5178         memcg->kmemcg_id = -1;
5179 #endif
5180 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5181         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5182         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5183                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5184                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5185 #endif
5186 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5187         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5188         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5189         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5190 #endif
5191         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5192         return memcg;
5193 fail:
5194         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5195         __mem_cgroup_free(memcg);
5196         return ERR_PTR(error);
5197 }
5198
5199 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5200 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5201 {
5202         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5203         struct mem_cgroup *memcg;
5204         long error = -ENOMEM;
5205
5206         memcg = mem_cgroup_alloc();
5207         if (IS_ERR(memcg))
5208                 return ERR_CAST(memcg);
5209
5210         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5211         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5212         if (parent) {
5213                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5214                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5215         }
5216         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5217                 memcg->use_hierarchy = true;
5218                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5219                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5220                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5221                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5222                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5223         } else {
5224                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5225                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5226                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5227                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5228                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5229                 /*
5230                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5231                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5232                  * unfortunate state in our controller.
5233                  */
5234                 if (parent != root_mem_cgroup)
5235                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5236         }
5237
5238         /* The following stuff does not apply to the root */
5239         if (!parent) {
5240 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5241                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5242 #endif
5243                 root_mem_cgroup = memcg;
5244                 return &memcg->css;
5245         }
5246
5247         error = memcg_online_kmem(memcg);
5248         if (error)
5249                 goto fail;
5250
5251         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5252                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5253
5254         return &memcg->css;
5255 fail:
5256         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5257         mem_cgroup_free(memcg);
5258         return ERR_PTR(error);
5259 }
5260
5261 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5262 {
5263         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5264
5265         /*
5266          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5267          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5268          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5269          */
5270         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5271                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5272                 return -ENOMEM;
5273         }
5274
5275         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5276         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5277         css_get(css);
5278         return 0;
5279 }
5280
5281 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5282 {
5283         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5284         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5285
5286         /*
5287          * Unregister events and notify userspace.
5288          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5289          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5290          */
5291         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5292         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5293                 list_del_init(&event->list);
5294                 schedule_work(&event->remove);
5295         }
5296         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5297
5298         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5299         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5300
5301         memcg_offline_kmem(memcg);
5302         wb_memcg_offline(memcg);
5303
5304         drain_all_stock(memcg);
5305
5306         mem_cgroup_id_put(memcg);
5307 }
5308
5309 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5310 {
5311         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5312
5313         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5314 }
5315
5316 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5317 {
5318         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5319         int __maybe_unused i;
5320
5321 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5322         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5323                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5324 #endif
5325         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5326                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5327
5328         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5329                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5330
5331         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5332         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5333         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5334         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5335         memcg_free_kmem(memcg);
5336         mem_cgroup_free(memcg);
5337 }
5338
5339 /**
5340  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5341  * @css: the target css
5342  *
5343  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5344  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5345  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5346  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5347  * made visible again.
5348  *
5349  * The current implementation only resets the essential configurations.
5350  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5351  */
5352 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5353 {
5354         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5355
5356         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5357         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5358         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5359         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5360         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5361         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5362         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5363         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5364         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5365         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5366 }
5367
5368 #ifdef CONFIG_MMU
5369 /* Handlers for move charge at task migration. */
5370 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5371 {
5372         int ret;
5373
5374         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5375         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5376         if (!ret) {
5377                 mc.precharge += count;
5378                 return ret;
5379         }
5380
5381         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5382         while (count--) {
5383                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5384                 if (ret)
5385                         return ret;
5386                 mc.precharge++;
5387                 cond_resched();
5388         }
5389         return 0;
5390 }
5391
5392 union mc_target {
5393         struct page     *page;
5394         swp_entry_t     ent;
5395 };
5396
5397 enum mc_target_type {
5398         MC_TARGET_NONE = 0,
5399         MC_TARGET_PAGE,
5400         MC_TARGET_SWAP,
5401         MC_TARGET_DEVICE,
5402 };
5403
5404 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5405                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5406 {
5407         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5408
5409         if (!page || !page_mapped(page))
5410                 return NULL;
5411         if (PageAnon(page)) {
5412                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5413                         return NULL;
5414         } else {
5415                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5416                         return NULL;
5417         }
5418         if (!get_page_unless_zero(page))
5419                 return NULL;
5420
5421         return page;
5422 }
5423
5424 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5425 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5426                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5427 {
5428         struct page *page = NULL;
5429         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5430
5431         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5432                 return NULL;
5433
5434         /*
5435          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5436          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5437          * as special swap entry in the CPU page table.
5438          */
5439         if (is_device_private_entry(ent)) {
5440                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5441                 /*
5442                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5443                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5444                  */
5445                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5446                         return NULL;
5447                 return page;
5448         }
5449
5450         /*
5451          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5452          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5453          */
5454         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5455         if (do_memsw_account())
5456                 entry->val = ent.val;
5457
5458         return page;
5459 }
5460 #else
5461 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5462                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5463 {
5464         return NULL;
5465 }
5466 #endif
5467
5468 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5469                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5470 {
5471         struct page *page = NULL;
5472         struct address_space *mapping;
5473         pgoff_t pgoff;
5474
5475         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5476                 return NULL;
5477         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5478                 return NULL;
5479
5480         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5481         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5482
5483         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5484 #ifdef CONFIG_SWAP
5485         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5486         if (shmem_mapping(mapping)) {
5487                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5488                 if (xa_is_value(page)) {
5489                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5490                         if (do_memsw_account())
5491                                 *entry = swp;
5492                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5493                                              swp_offset(swp));
5494                 }
5495         } else
5496                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5497 #else
5498         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5499 #endif
5500         return page;
5501 }
5502
5503 /**
5504  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5505  * @page: the page
5506  * @compound: charge the page as compound or small page
5507  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5508  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5509  *
5510  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5511  *
5512  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5513  * from old cgroup.
5514  */
5515 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5516                                    bool compound,
5517                                    struct mem_cgroup *from,
5518                                    struct mem_cgroup *to)
5519 {
5520         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5521         struct pglist_data *pgdat;
5522         unsigned long flags;
5523         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5524         int ret;
5525         bool anon;
5526
5527         VM_BUG_ON(from == to);
5528         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5529         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5530
5531         /*
5532          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5533          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5534          */
5535         ret = -EBUSY;
5536         if (!trylock_page(page))
5537                 goto out;
5538
5539         ret = -EINVAL;
5540         if (page->mem_cgroup != from)
5541                 goto out_unlock;
5542
5543         anon = PageAnon(page);
5544
5545         pgdat = page_pgdat(page);
5546         from_vec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, from);
5547         to_vec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, to);
5548
5549         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5550
5551         if (!anon && page_mapped(page)) {
5552                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5553                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5554         }
5555
5556         /*
5557          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5558          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5559          * So mapping should be stable for dirty pages.
5560          */
5561         if (!anon && PageDirty(page)) {
5562                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5563
5564                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5565                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5566                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5567                 }
5568         }
5569
5570         if (PageWriteback(page)) {
5571                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5572                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5573         }
5574
5575         /*
5576          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5577          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5578          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5579          */
5580
5581         /* caller should have done css_get */
5582         page->mem_cgroup = to;
5583
5584         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5585
5586         ret = 0;
5587
5588         local_irq_disable();
5589         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5590         memcg_check_events(to, page);
5591         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5592         memcg_check_events(from, page);
5593         local_irq_enable();
5594 out_unlock:
5595         unlock_page(page);
5596 out:
5597         return ret;
5598 }
5599
5600 /**
5601  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5602  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5603  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5604  * @ptent: the pte to be checked
5605  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5606  *
5607  * Returns
5608  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5609  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5610  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5611  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5612  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5613  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5614  *     in target->ent.
5615  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5616  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5617  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5618  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5619  *     regular page.
5620  *
5621  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5622  *
5623  * Called with pte lock held.
5624  */
5625
5626 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5627                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5628 {
5629         struct page *page = NULL;
5630         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5631         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5632
5633         if (pte_present(ptent))
5634                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5635         else if (is_swap_pte(ptent))
5636                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5637         else if (pte_none(ptent))
5638                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5639
5640         if (!page && !ent.val)
5641                 return ret;
5642         if (page) {
5643                 /*
5644                  * Do only loose check w/o serialization.
5645                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5646                  * not under LRU exclusion.
5647                  */
5648                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5649                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5650                         if (is_device_private_page(page))
5651                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5652                         if (target)
5653                                 target->page = page;
5654                 }
5655                 if (!ret || !target)
5656                         put_page(page);
5657         }
5658         /*
5659          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5660          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5661          */
5662         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5663             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5664                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5665                 if (target)
5666                         target->ent = ent;
5667         }
5668         return ret;
5669 }
5670
5671 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5672 /*
5673  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5674  * not support them for now.
5675  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5676  */
5677 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5678                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5679 {
5680         struct page *page = NULL;
5681         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5682
5683         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5684                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5685                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5686                 return ret;
5687         }
5688         page = pmd_page(pmd);
5689         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5690         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5691                 return ret;
5692         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5693                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5694                 if (target) {
5695                         get_page(page);
5696                         target->page = page;
5697                 }
5698         }
5699         return ret;
5700 }
5701 #else
5702 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5703                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5704 {
5705         return MC_TARGET_NONE;
5706 }
5707 #endif
5708
5709 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5710                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5711                                         struct mm_walk *walk)
5712 {
5713         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5714         pte_t *pte;
5715         spinlock_t *ptl;
5716
5717         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5718         if (ptl) {
5719                 /*
5720                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5721                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5722                  * this might change.
5723                  */
5724                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5725                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5726                 spin_unlock(ptl);
5727                 return 0;
5728         }
5729
5730         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5731                 return 0;
5732         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5733         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5734                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5735                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5736         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5737         cond_resched();
5738
5739         return 0;
5740 }
5741
5742 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5743         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5744 };
5745
5746 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5747 {
5748         unsigned long precharge;
5749
5750         down_read(&mm->mmap_sem);
5751         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5752         up_read(&mm->mmap_sem);
5753
5754         precharge = mc.precharge;
5755         mc.precharge = 0;
5756
5757         return precharge;
5758 }
5759
5760 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5761 {
5762         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5763
5764         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5765         mc.moving_task = current;
5766         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5767 }
5768
5769 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5770 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5771 {
5772         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5773         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5774
5775         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5776         if (mc.precharge) {
5777                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5778                 mc.precharge = 0;
5779         }
5780         /*
5781          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5782          * we must uncharge here.
5783          */
5784         if (mc.moved_charge) {
5785                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5786                 mc.moved_charge = 0;
5787         }
5788         /* we must fixup refcnts and charges */
5789         if (mc.moved_swap) {
5790                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5791                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5792                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5793
5794                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5795
5796                 /*
5797                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5798                  * should uncharge to->memory.
5799                  */
5800                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5801                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5802
5803                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5804                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5805
5806                 mc.moved_swap = 0;
5807         }
5808         memcg_oom_recover(from);
5809         memcg_oom_recover(to);
5810         wake_up_all(&mc.waitq);
5811 }
5812
5813 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5814 {
5815         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5816
5817         /*
5818          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5819          * task migration.
5820          */
5821         mc.moving_task = NULL;
5822         __mem_cgroup_clear_mc();
5823         spin_lock(&mc.lock);
5824         mc.from = NULL;
5825         mc.to = NULL;
5826         mc.mm = NULL;
5827         spin_unlock(&mc.lock);
5828
5829         mmput(mm);
5830 }
5831
5832 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5833 {
5834         struct cgroup_subsys_state *css;
5835         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5836         struct mem_cgroup *from;
5837         struct task_struct *leader, *p;
5838         struct mm_struct *mm;
5839         unsigned long move_flags;
5840         int ret = 0;
5841
5842         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5843         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5844                 return 0;
5845
5846         /*
5847          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5848          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5849          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5850          * multiple.
5851          */
5852         p = NULL;
5853         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5854                 WARN_ON_ONCE(p);
5855                 p = leader;
5856                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5857         }
5858         if (!p)
5859                 return 0;
5860
5861         /*
5862          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5863          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5864          * So we need to save it, and keep it going.
5865          */
5866         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5867         if (!move_flags)
5868                 return 0;
5869
5870         from = mem_cgroup_from_task(p);
5871
5872         VM_BUG_ON(from == memcg);
5873
5874         mm = get_task_mm(p);
5875         if (!mm)
5876                 return 0;
5877         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5878         if (mm->owner == p) {
5879                 VM_BUG_ON(mc.from);
5880                 VM_BUG_ON(mc.to);
5881                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5882                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5883                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5884
5885                 spin_lock(&mc.lock);
5886                 mc.mm = mm;
5887                 mc.from = from;
5888                 mc.to = memcg;
5889                 mc.flags = move_flags;
5890                 spin_unlock(&mc.lock);
5891                 /* We set mc.moving_task later */
5892
5893                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5894                 if (ret)
5895                         mem_cgroup_clear_mc();
5896         } else {
5897                 mmput(mm);
5898         }
5899         return ret;
5900 }
5901
5902 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5903 {
5904         if (mc.to)
5905                 mem_cgroup_clear_mc();
5906 }
5907
5908 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5909                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5910                                 struct mm_walk *walk)
5911 {
5912         int ret = 0;
5913         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5914         pte_t *pte;
5915         spinlock_t *ptl;
5916         enum mc_target_type target_type;
5917         union mc_target target;
5918         struct page *page;
5919
5920         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5921         if (ptl) {
5922                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5923                         spin_unlock(ptl);
5924                         return 0;
5925                 }
5926                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5927                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5928                         page = target.page;
5929                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5930                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5931                                                              mc.from, mc.to)) {
5932                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5933                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5934                                 }
5935                                 putback_lru_page(page);
5936                         }
5937                         put_page(page);
5938                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5939                         page = target.page;
5940                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5941                                                      mc.from, mc.to)) {
5942                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5943                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5944                         }
5945                         put_page(page);
5946                 }
5947                 spin_unlock(ptl);
5948                 return 0;
5949         }
5950
5951         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5952                 return 0;
5953 retry:
5954         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5955         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5956                 pte_t ptent = *(pte++);
5957                 bool device = false;
5958                 swp_entry_t ent;
5959
5960                 if (!mc.precharge)
5961                         break;
5962
5963                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5964                 case MC_TARGET_DEVICE:
5965                         device = true;
5966                         /* fall through */
5967                 case MC_TARGET_PAGE:
5968                         page = target.page;
5969                         /*
5970                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5971                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5972                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5973                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5974                          */
5975                         if (PageTransCompound(page))
5976                                 goto put;
5977                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5978                                 goto put;
5979                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5980                                                 mc.from, mc.to)) {
5981                                 mc.precharge--;
5982                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5983                                 mc.moved_charge++;
5984                         }
5985                         if (!device)
5986                                 putback_lru_page(page);
5987 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5988                         put_page(page);
5989                         break;
5990                 case MC_TARGET_SWAP:
5991                         ent = target.ent;
5992                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5993                                 mc.precharge--;
5994                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5995                                 mc.moved_swap++;
5996                         }
5997                         break;
5998                 default:
5999                         break;
6000                 }
6001         }
6002         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6003         cond_resched();
6004
6005         if (addr != end) {
6006                 /*
6007                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6008                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6009                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6010                  * phase.
6011                  */
6012                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6013                 if (!ret)
6014                         goto retry;
6015         }
6016
6017         return ret;
6018 }
6019
6020 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6021         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6022 };
6023
6024 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6025 {
6026         lru_add_drain_all();
6027         /*
6028          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6029          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6030          * for already started RCU-only updates to finish.
6031          */
6032         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6033         synchronize_rcu();
6034 retry:
6035         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
6036                 /*
6037                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6038                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6039                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6040                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6041                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6042                  */
6043                 __mem_cgroup_clear_mc();
6044                 cond_resched();
6045                 goto retry;
6046         }
6047         /*
6048          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6049          * additional charge, the page walk just aborts.
6050          */
6051         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6052                         NULL);
6053
6054         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
6055         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6056 }
6057
6058 static void mem_cgroup_move_task(void)
6059 {
6060         if (mc.to) {
6061                 mem_cgroup_move_charge();
6062                 mem_cgroup_clear_mc();
6063         }
6064 }
6065 #else   /* !CONFIG_MMU */
6066 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6067 {
6068         return 0;
6069 }
6070 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6071 {
6072 }
6073 static void mem_cgroup_move_task(void)
6074 {
6075 }
6076 #endif
6077
6078 /*
6079  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6080  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6081  * attempt.
6082  */
6083 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6084 {
6085         /*
6086          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6087          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6088          * on for the root memcg is enough.
6089          */
6090         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6091                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6092         else
6093                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6094 }
6095
6096 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6097 {
6098         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6099                 seq_puts(m, "max\n");
6100         else
6101                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6102
6103         return 0;
6104 }
6105
6106 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6107                                struct cftype *cft)
6108 {
6109         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6110
6111         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6112 }
6113
6114 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6115 {
6116         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6117                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6118 }
6119
6120 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6121                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6122 {
6123         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6124         unsigned long min;
6125         int err;
6126
6127         buf = strstrip(buf);
6128         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6129         if (err)
6130                 return err;
6131
6132         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6133
6134         return nbytes;
6135 }
6136
6137 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6138 {
6139         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6140                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6141 }
6142
6143 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6144                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6145 {
6146         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6147         unsigned long low;
6148         int err;
6149
6150         buf = strstrip(buf);
6151         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6152         if (err)
6153                 return err;
6154
6155         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6156
6157         return nbytes;
6158 }
6159
6160 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6161 {
6162         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
6163 }
6164
6165 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6166                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6167 {
6168         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6169         unsigned long nr_pages;
6170         unsigned long high;
6171         int err;
6172
6173         buf = strstrip(buf);
6174         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6175         if (err)
6176                 return err;
6177
6178         memcg->high = high;
6179
6180         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6181         if (nr_pages > high)
6182                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6183                                              GFP_KERNEL, true);
6184
6185         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6186         return nbytes;
6187 }
6188
6189 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6190 {
6191         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6192                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6193 }
6194
6195 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6196                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6197 {
6198         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6199         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6200         bool drained = false;
6201         unsigned long max;
6202         int err;
6203
6204         buf = strstrip(buf);
6205         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6206         if (err)
6207                 return err;
6208
6209         xchg(&memcg->memory.max, max);
6210
6211         for (;;) {
6212                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6213
6214                 if (nr_pages <= max)
6215                         break;
6216
6217                 if (signal_pending(current)) {
6218                         err = -EINTR;
6219                         break;
6220                 }
6221
6222                 if (!drained) {
6223                         drain_all_stock(memcg);
6224                         drained = true;
6225                         continue;
6226                 }
6227
6228                 if (nr_reclaims) {
6229                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6230                                                           GFP_KERNEL, true))
6231                                 nr_reclaims--;
6232                         continue;
6233                 }
6234
6235                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6236                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6237                         break;
6238         }
6239
6240         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6241         return nbytes;
6242 }
6243
6244 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6245 {
6246         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6247         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6248         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6249         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6250         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6251                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6252 }
6253
6254 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6255 {
6256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6257
6258         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6259         return 0;
6260 }
6261
6262 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6263 {
6264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6265
6266         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6267         return 0;
6268 }
6269
6270 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6271 {
6272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6273         char *buf;
6274
6275         buf = memory_stat_format(memcg);
6276         if (!buf)
6277                 return -ENOMEM;
6278         seq_puts(m, buf);
6279         kfree(buf);
6280         return 0;
6281 }
6282
6283 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6286
6287         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6288
6289         return 0;
6290 }
6291
6292 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6293                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6294 {
6295         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6296         int ret, oom_group;
6297
6298         buf = strstrip(buf);
6299         if (!buf)
6300                 return -EINVAL;
6301
6302         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6303         if (ret)
6304                 return ret;
6305
6306         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6307                 return -EINVAL;
6308
6309         memcg->oom_group = oom_group;
6310
6311         return nbytes;
6312 }
6313
6314 static struct cftype memory_files[] = {
6315         {
6316                 .name = "current",
6317                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6318                 .read_u64 = memory_current_read,
6319         },
6320         {
6321                 .name = "min",
6322                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6323                 .seq_show = memory_min_show,
6324                 .write = memory_min_write,
6325         },
6326         {
6327                 .name = "low",
6328                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6329                 .seq_show = memory_low_show,
6330                 .write = memory_low_write,
6331         },
6332         {
6333                 .name = "high",
6334                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6335                 .seq_show = memory_high_show,
6336                 .write = memory_high_write,
6337         },
6338         {
6339                 .name = "max",
6340                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6341                 .seq_show = memory_max_show,
6342                 .write = memory_max_write,
6343         },
6344         {
6345                 .name = "events",
6346                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6347                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6348                 .seq_show = memory_events_show,
6349         },
6350         {
6351                 .name = "events.local",
6352                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6353                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6354                 .seq_show = memory_events_local_show,
6355         },
6356         {
6357                 .name = "stat",
6358                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6359                 .seq_show = memory_stat_show,
6360         },
6361         {
6362                 .name = "oom.group",
6363                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6364                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6365                 .write = memory_oom_group_write,
6366         },
6367         { }     /* terminate */
6368 };
6369
6370 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6371         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6372         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6373         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6374         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6375         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6376         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6377         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6378         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6379         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6380         .bind = mem_cgroup_bind,
6381         .dfl_cftypes = memory_files,
6382         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6383         .early_init = 0,
6384 };
6385
6386 /**
6387  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6388  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6389  * @memcg: the memory cgroup to check
6390  *
6391  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6392  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6393  *
6394  * Returns one of the following:
6395  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6396  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6397  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6398  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6399  *
6400  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
6401  *
6402  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
6403  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
6404  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
6405  *
6406  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
6407  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
6408  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
6409  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
6410  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
6411  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
6412  * protected memory.
6413  *
6414  *                                             low_usage
6415  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
6416  *                                        siblings_low_usage
6417  *
6418  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
6419  * low_usage = |
6420  *             | 0, otherwise.
6421  *
6422  *
6423  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
6424  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
6425  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
6426  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
6427  * distribution.
6428  *
6429  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
6430  *
6431  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
6432  *    //\\
6433  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
6434  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
6435  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
6436  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
6437  *
6438  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
6439  * is expected (approximately):
6440  *
6441  *     A/memory.current = 2G
6442  *
6443  *     B/memory.current = 1.3G
6444  *     C/memory.current = 0.6G
6445  *     D/memory.current = 0
6446  *     E/memory.current = 0
6447  *
6448  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
6449  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
6450  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
6451  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
6452  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
6453  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
6454  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6455  */
6456 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6457                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6458 {
6459         struct mem_cgroup *parent;
6460         unsigned long emin, parent_emin;
6461         unsigned long elow, parent_elow;
6462         unsigned long usage;
6463
6464         if (mem_cgroup_disabled())
6465                 return MEMCG_PROT_NONE;
6466
6467         if (!root)
6468                 root = root_mem_cgroup;
6469         if (memcg == root)
6470                 return MEMCG_PROT_NONE;
6471
6472         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6473         if (!usage)
6474                 return MEMCG_PROT_NONE;
6475
6476         emin = memcg->memory.min;
6477         elow = memcg->memory.low;
6478
6479         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6480         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6481         if (!parent)
6482                 return MEMCG_PROT_NONE;
6483
6484         if (parent == root)
6485                 goto exit;
6486
6487         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6488         emin = min(emin, parent_emin);
6489         if (emin && parent_emin) {
6490                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6491
6492                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6493                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6494                         &parent->memory.children_min_usage);
6495
6496                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6497                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6498                                    siblings_min_usage);
6499         }
6500
6501         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6502         elow = min(elow, parent_elow);
6503         if (elow && parent_elow) {
6504                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6505
6506                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6507                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6508                         &parent->memory.children_low_usage);
6509
6510                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6511                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6512                                    siblings_low_usage);
6513         }
6514
6515 exit:
6516         memcg->memory.emin = emin;
6517         memcg->memory.elow = elow;
6518
6519         if (usage <= emin)
6520                 return MEMCG_PROT_MIN;
6521         else if (usage <= elow)
6522                 return MEMCG_PROT_LOW;
6523         else
6524                 return MEMCG_PROT_NONE;
6525 }
6526
6527 /**
6528  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6529  * @page: page to charge
6530  * @mm: mm context of the victim
6531  * @gfp_mask: reclaim mode
6532  * @memcgp: charged memcg return
6533  * @compound: charge the page as compound or small page
6534  *
6535  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6536  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6537  *
6538  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6539  * Otherwise, an error code is returned.
6540  *
6541  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6542  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6543  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6544  */
6545 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6546                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6547                           bool compound)
6548 {
6549         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6550         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6551         int ret = 0;
6552
6553         if (mem_cgroup_disabled())
6554                 goto out;
6555
6556         if (PageSwapCache(page)) {
6557                 /*
6558                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6559                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6560                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6561                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6562                  * in turn serializes uncharging.
6563                  */
6564                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6565                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6566                         goto out;
6567
6568                 if (do_swap_account) {
6569                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6570                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6571
6572                         rcu_read_lock();
6573                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6574                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6575                                 memcg = NULL;
6576                         rcu_read_unlock();
6577                 }
6578         }
6579
6580         if (!memcg)
6581                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6582
6583         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6584
6585         css_put(&memcg->css);
6586 out:
6587         *memcgp = memcg;
6588         return ret;
6589 }
6590
6591 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6592                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6593                           bool compound)
6594 {
6595         struct mem_cgroup *memcg;
6596         int ret;
6597
6598         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6599         memcg = *memcgp;
6600         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6601         return ret;
6602 }
6603
6604 /**
6605  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6606  * @page: page to charge
6607  * @memcg: memcg to charge the page to
6608  * @lrucare: page might be on LRU already
6609  * @compound: charge the page as compound or small page
6610  *
6611  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6612  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6613  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6614  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6615  *
6616  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6617  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6618  *
6619  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6620  */
6621 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6622                               bool lrucare, bool compound)
6623 {
6624         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6625
6626         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6627         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6628
6629         if (mem_cgroup_disabled())
6630                 return;
6631         /*
6632          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6633          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6634          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6635          */
6636         if (!memcg)
6637                 return;
6638
6639         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6640
6641         local_irq_disable();
6642         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6643         memcg_check_events(memcg, page);
6644         local_irq_enable();
6645
6646         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6647                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6648                 /*
6649                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6650                  * let's not wait for it.  The page already received a
6651                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6652                  */
6653                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6654         }
6655 }
6656
6657 /**
6658  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6659  * @page: page to charge
6660  * @memcg: memcg to charge the page to
6661  * @compound: charge the page as compound or small page
6662  *
6663  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6664  */
6665 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6666                 bool compound)
6667 {
6668         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6669
6670         if (mem_cgroup_disabled())
6671                 return;
6672         /*
6673          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6674          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6675          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6676          */
6677         if (!memcg)
6678                 return;
6679
6680         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6681 }
6682
6683 struct uncharge_gather {
6684         struct mem_cgroup *memcg;
6685         unsigned long pgpgout;
6686         unsigned long nr_anon;
6687         unsigned long nr_file;
6688         unsigned long nr_kmem;
6689         unsigned long nr_huge;
6690         unsigned long nr_shmem;
6691         struct page *dummy_page;
6692 };
6693
6694 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6695 {
6696         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6697 }
6698
6699 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6700 {
6701         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6702         unsigned long flags;
6703
6704         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6705                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6706                 if (do_memsw_account())
6707                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6708                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6709                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6710                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6711         }
6712
6713         local_irq_save(flags);
6714         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6715         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6716         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6717         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6718         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6719         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6720         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6721         local_irq_restore(flags);
6722
6723         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6724                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6725 }
6726
6727 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6728 {
6729         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6730         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6731                         !PageHWPoison(page) , page);
6732
6733         if (!page->mem_cgroup)
6734                 return;
6735
6736         /*
6737          * Nobody should be changing or seriously looking at
6738          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6739          * exclusive access to the page.
6740          */
6741
6742         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6743                 if (ug->memcg) {
6744                         uncharge_batch(ug);
6745                         uncharge_gather_clear(ug);
6746                 }
6747                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6748         }
6749
6750         if (!PageKmemcg(page)) {
6751                 unsigned int nr_pages = 1;
6752
6753                 if (PageTransHuge(page)) {
6754                         nr_pages = compound_nr(page);
6755                         ug->nr_huge += nr_pages;
6756                 }
6757                 if (PageAnon(page))
6758                         ug->nr_anon += nr_pages;
6759                 else {
6760                         ug->nr_file += nr_pages;
6761                         if (PageSwapBacked(page))
6762                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6763                 }
6764                 ug->pgpgout++;
6765         } else {
6766                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6767                 __ClearPageKmemcg(page);
6768         }
6769
6770         ug->dummy_page = page;
6771         page->mem_cgroup = NULL;
6772 }
6773
6774 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6775 {
6776         struct uncharge_gather ug;
6777         struct list_head *next;
6778
6779         uncharge_gather_clear(&ug);
6780
6781         /*
6782          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6783          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6784          */
6785         next = page_list->next;
6786         do {
6787                 struct page *page;
6788
6789                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6790                 next = page->lru.next;
6791
6792                 uncharge_page(page, &ug);
6793         } while (next != page_list);
6794
6795         if (ug.memcg)
6796                 uncharge_batch(&ug);
6797 }
6798
6799 /**
6800  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6801  * @page: page to uncharge
6802  *
6803  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6804  * mem_cgroup_commit_charge().
6805  */
6806 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6807 {
6808         struct uncharge_gather ug;
6809
6810         if (mem_cgroup_disabled())
6811                 return;
6812
6813         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6814         if (!page->mem_cgroup)
6815                 return;
6816
6817         uncharge_gather_clear(&ug);
6818         uncharge_page(page, &ug);
6819         uncharge_batch(&ug);
6820 }
6821
6822 /**
6823  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6824  * @page_list: list of pages to uncharge
6825  *
6826  * Uncharge a list of pages previously charged with
6827  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6828  */
6829 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6830 {
6831         if (mem_cgroup_disabled())
6832                 return;
6833
6834         if (!list_empty(page_list))
6835                 uncharge_list(page_list);
6836 }
6837
6838 /**
6839  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6840  * @oldpage: currently circulating page
6841  * @newpage: replacement page
6842  *
6843  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6844  * be uncharged upon free.
6845  *
6846  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6847  */
6848 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6849 {
6850         struct mem_cgroup *memcg;
6851         unsigned int nr_pages;
6852         bool compound;
6853         unsigned long flags;
6854
6855         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6856         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6857         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6858         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6859                        newpage);
6860
6861         if (mem_cgroup_disabled())
6862                 return;
6863
6864         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6865         if (newpage->mem_cgroup)
6866                 return;
6867
6868         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6869         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6870         if (!memcg)
6871                 return;
6872
6873         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6874         compound = PageTransHuge(newpage);
6875         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6876
6877         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6878         if (do_memsw_account())
6879                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6880         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6881
6882         commit_charge(newpage, memcg, false);
6883
6884         local_irq_save(flags);
6885         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6886         memcg_check_events(memcg, newpage);
6887         local_irq_restore(flags);
6888 }
6889
6890 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6891 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6892
6893 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6894 {
6895         struct mem_cgroup *memcg;
6896
6897         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6898                 return;
6899
6900         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6901         if (in_interrupt())
6902                 return;
6903
6904         rcu_read_lock();
6905         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6906         if (memcg == root_mem_cgroup)
6907                 goto out;
6908         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6909                 goto out;
6910         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6911                 sk->sk_memcg = memcg;
6912 out:
6913         rcu_read_unlock();
6914 }
6915
6916 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6917 {
6918         if (sk->sk_memcg)
6919                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6920 }
6921
6922 /**
6923  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6924  * @memcg: memcg to charge
6925  * @nr_pages: number of pages to charge
6926  *
6927  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6928  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6929  */
6930 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6931 {
6932         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6933
6934         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6935                 struct page_counter *fail;
6936
6937                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6938                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6939                         return true;
6940                 }
6941                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6942                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6943                 return false;
6944         }
6945
6946         /* Don't block in the packet receive path */
6947         if (in_softirq())
6948                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6949
6950         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6951
6952         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6953                 return true;
6954
6955         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6956         return false;
6957 }
6958
6959 /**
6960  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6961  * @memcg: memcg to uncharge
6962  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6963  */
6964 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6965 {
6966         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6967                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6968                 return;
6969         }
6970
6971         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6972
6973         refill_stock(memcg, nr_pages);
6974 }
6975
6976 static int __init cgroup_memory(char *s)
6977 {
6978         char *token;
6979
6980         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6981                 if (!*token)
6982                         continue;
6983                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6984                         cgroup_memory_nosocket = true;
6985                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6986                         cgroup_memory_nokmem = true;
6987         }
6988         return 0;
6989 }
6990 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6991
6992 /*
6993  * subsys_initcall() for memory controller.
6994  *
6995  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6996  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6997  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6998  * should be initialized from here.
6999  */
7000 static int __init mem_cgroup_init(void)
7001 {
7002         int cpu, node;
7003
7004 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7005         /*
7006          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
7007          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
7008          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
7009          * destroyed simultaneously.
7010          */
7011         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
7012         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
7013 #endif
7014
7015         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7016                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7017
7018         for_each_possible_cpu(cpu)
7019                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7020                           drain_local_stock);
7021
7022         for_each_node(node) {
7023                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7024
7025                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7026                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7027
7028                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7029                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7030                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7031                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7032         }
7033
7034         return 0;
7035 }
7036 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7037
7038 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7039 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7040 {
7041         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7042                 /*
7043                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7044                  * always be >= 1.
7045                  */
7046                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7047                         VM_BUG_ON(1);
7048                         break;
7049                 }
7050                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7051                 if (!memcg)
7052                         memcg = root_mem_cgroup;
7053         }
7054         return memcg;
7055 }
7056
7057 /**
7058  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7059  * @page: page whose memsw charge to transfer
7060  * @entry: swap entry to move the charge to
7061  *
7062  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7063  */
7064 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7065 {
7066         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7067         unsigned int nr_entries;
7068         unsigned short oldid;
7069
7070         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7071         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7072
7073         if (!do_memsw_account())
7074                 return;
7075
7076         memcg = page->mem_cgroup;
7077
7078         /* Readahead page, never charged */
7079         if (!memcg)
7080                 return;
7081
7082         /*
7083          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7084          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7085          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7086          */
7087         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7088         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7089         /* Get references for the tail pages, too */
7090         if (nr_entries > 1)
7091                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7092         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7093                                    nr_entries);
7094         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7095         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7096
7097         page->mem_cgroup = NULL;
7098
7099         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7100                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7101
7102         if (memcg != swap_memcg) {
7103                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7104                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7105                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7106         }
7107
7108         /*
7109          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7110          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7111          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7112          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7113          */
7114         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7115         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
7116                                      -nr_entries);
7117         memcg_check_events(memcg, page);
7118
7119         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7120                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
7121 }
7122
7123 /**
7124  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7125  * @page: page being added to swap
7126  * @entry: swap entry to charge
7127  *
7128  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7129  *
7130  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7131  */
7132 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7133 {
7134         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7135         struct page_counter *counter;
7136         struct mem_cgroup *memcg;
7137         unsigned short oldid;
7138
7139         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
7140                 return 0;
7141
7142         memcg = page->mem_cgroup;
7143
7144         /* Readahead page, never charged */
7145         if (!memcg)
7146                 return 0;
7147
7148         if (!entry.val) {
7149                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7150                 return 0;
7151         }
7152
7153         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7154
7155         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7156             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7157                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7158                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7159                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7160                 return -ENOMEM;
7161         }
7162
7163         /* Get references for the tail pages, too */
7164         if (nr_pages > 1)
7165                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7166         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7167         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7168         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7169
7170         return 0;
7171 }
7172
7173 /**
7174  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7175  * @entry: swap entry to uncharge
7176  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7177  */
7178 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7179 {
7180         struct mem_cgroup *memcg;
7181         unsigned short id;
7182
7183         if (!do_swap_account)
7184                 return;
7185
7186         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7187         rcu_read_lock();
7188         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7189         if (memcg) {
7190                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7191                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7192                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7193                         else
7194                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7195                 }
7196                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7197                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7198         }
7199         rcu_read_unlock();
7200 }
7201
7202 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7203 {
7204         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7205
7206         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7207                 return nr_swap_pages;
7208         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7209                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7210                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7211                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7212         return nr_swap_pages;
7213 }
7214
7215 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7216 {
7217         struct mem_cgroup *memcg;
7218
7219         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7220
7221         if (vm_swap_full())
7222                 return true;
7223         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7224                 return false;
7225
7226         memcg = page->mem_cgroup;
7227         if (!memcg)
7228                 return false;
7229
7230         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7231                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
7232                         return true;
7233
7234         return false;
7235 }
7236
7237 /* for remember boot option*/
7238 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7239 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7240 #else
7241 static int really_do_swap_account __initdata;
7242 #endif
7243
7244 static int __init enable_swap_account(char *s)
7245 {
7246         if (!strcmp(s, "1"))
7247                 really_do_swap_account = 1;
7248         else if (!strcmp(s, "0"))
7249                 really_do_swap_account = 0;
7250         return 1;
7251 }
7252 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7253
7254 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7255                              struct cftype *cft)
7256 {
7257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7258
7259         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7260 }
7261
7262 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7263 {
7264         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7265                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7266 }
7267
7268 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7269                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7270 {
7271         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7272         unsigned long max;
7273         int err;
7274
7275         buf = strstrip(buf);
7276         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7277         if (err)
7278                 return err;
7279
7280         xchg(&memcg->swap.max, max);
7281
7282         return nbytes;
7283 }
7284
7285 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7286 {
7287         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7288
7289         seq_printf(m, "max %lu\n",
7290                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7291         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7292                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7293
7294         return 0;
7295 }
7296
7297 static struct cftype swap_files[] = {
7298         {
7299                 .name = "swap.current",
7300                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7301                 .read_u64 = swap_current_read,
7302         },
7303         {
7304                 .name = "swap.max",
7305                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7306                 .seq_show = swap_max_show,
7307                 .write = swap_max_write,
7308         },
7309         {
7310                 .name = "swap.events",
7311                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7312                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7313                 .seq_show = swap_events_show,
7314         },
7315         { }     /* terminate */
7316 };
7317
7318 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7319         {
7320                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7321                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7322                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7323         },
7324         {
7325                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7326                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7327                 .write = mem_cgroup_reset,
7328                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7329         },
7330         {
7331                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7332                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7333                 .write = mem_cgroup_write,
7334                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7335         },
7336         {
7337                 .name = "memsw.failcnt",
7338                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7339                 .write = mem_cgroup_reset,
7340                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7341         },
7342         {
7343                 .name = "force_reclaim",
7344                 .write_u64 = mem_cgroup_force_reclaim,
7345         },
7346         { },    /* terminate */
7347 };
7348
7349 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7350 {
7351         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7352                 do_swap_account = 1;
7353                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7354                                                swap_files));
7355                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7356                                                   memsw_cgroup_files));
7357         }
7358         return 0;
7359 }
7360 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7361
7362 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */