9e95bf221febdd8adc340f15c116e800982dcd19
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/sched/mm.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/hugetlb.h>
41 #include <linux/pagemap.h>
42 #include <linux/vm_event_item.h>
43 #include <linux/smp.h>
44 #include <linux/page-flags.h>
45 #include <linux/backing-dev.h>
46 #include <linux/bit_spinlock.h>
47 #include <linux/rcupdate.h>
48 #include <linux/limits.h>
49 #include <linux/export.h>
50 #include <linux/mutex.h>
51 #include <linux/rbtree.h>
52 #include <linux/slab.h>
53 #include <linux/swap.h>
54 #include <linux/swapops.h>
55 #include <linux/spinlock.h>
56 #include <linux/eventfd.h>
57 #include <linux/poll.h>
58 #include <linux/sort.h>
59 #include <linux/fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/vmpressure.h>
62 #include <linux/mm_inline.h>
63 #include <linux/swap_cgroup.h>
64 #include <linux/cpu.h>
65 #include <linux/oom.h>
66 #include <linux/lockdep.h>
67 #include <linux/file.h>
68 #include <linux/tracehook.h>
69 #include "internal.h"
70 #include <net/sock.h>
71 #include <net/ip.h>
72 #include "slab.h"
73
74 #include <linux/uaccess.h>
75
76 #include <trace/events/vmscan.h>
77
78 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
79 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
80
81 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
82
83 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
84
85 /* Socket memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nosocket;
87
88 /* Kernel memory accounting disabled? */
89 static bool cgroup_memory_nokmem;
90
91 /* Whether the swap controller is active */
92 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
93 int do_swap_account __read_mostly;
94 #else
95 #define do_swap_account         0
96 #endif
97
98 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
99 static bool do_memsw_account(void)
100 {
101         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
102 }
103
104 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
105         "inactive_anon",
106         "active_anon",
107         "inactive_file",
108         "active_file",
109         "unevictable",
110 };
111
112 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
113 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
114 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
115
116 /*
117  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
118  * their hierarchy representation
119  */
120
121 struct mem_cgroup_tree_per_node {
122         struct rb_root rb_root;
123         struct rb_node *rb_rightmost;
124         spinlock_t lock;
125 };
126
127 struct mem_cgroup_tree {
128         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
129 };
130
131 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
132
133 /* for OOM */
134 struct mem_cgroup_eventfd_list {
135         struct list_head list;
136         struct eventfd_ctx *eventfd;
137 };
138
139 /*
140  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
141  */
142 struct mem_cgroup_event {
143         /*
144          * memcg which the event belongs to.
145          */
146         struct mem_cgroup *memcg;
147         /*
148          * eventfd to signal userspace about the event.
149          */
150         struct eventfd_ctx *eventfd;
151         /*
152          * Each of these stored in a list by the cgroup.
153          */
154         struct list_head list;
155         /*
156          * register_event() callback will be used to add new userspace
157          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
158          * on eventfd to send notification to userspace.
159          */
160         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
162         /*
163          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
164          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
165          * if you want provide notification functionality.
166          */
167         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
168                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
169         /*
170          * All fields below needed to unregister event when
171          * userspace closes eventfd.
172          */
173         poll_table pt;
174         wait_queue_head_t *wqh;
175         wait_queue_entry_t wait;
176         struct work_struct remove;
177 };
178
179 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
180 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
181
182 /* Stuffs for move charges at task migration. */
183 /*
184  * Types of charges to be moved.
185  */
186 #define MOVE_ANON       0x1U
187 #define MOVE_FILE       0x2U
188 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
189
190 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
191 static struct move_charge_struct {
192         spinlock_t        lock; /* for from, to */
193         struct mm_struct  *mm;
194         struct mem_cgroup *from;
195         struct mem_cgroup *to;
196         unsigned long flags;
197         unsigned long precharge;
198         unsigned long moved_charge;
199         unsigned long moved_swap;
200         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
201         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
202 } mc = {
203         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
204         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
205 };
206
207 /*
208  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
209  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
210  */
211 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
212 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
213
214 enum charge_type {
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
216         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
217         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
218         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
219         NR_CHARGE_TYPE,
220 };
221
222 /* for encoding cft->private value on file */
223 enum res_type {
224         _MEM,
225         _MEMSWAP,
226         _OOM_TYPE,
227         _KMEM,
228         _TCP,
229 };
230
231 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
232 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
233 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
234 /* Used for OOM nofiier */
235 #define OOM_CONTROL             (0)
236
237 /*
238  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
239  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
240  * be used for reference counting.
241  */
242 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
243         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
244              iter != NULL;                              \
245              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
246
247 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
248         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
249              iter != NULL;                              \
250              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
251
252 static inline bool should_force_charge(void)
253 {
254         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
255                 (current->flags & PF_EXITING);
256 }
257
258 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
259 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
260 {
261         if (!memcg)
262                 memcg = root_mem_cgroup;
263         return &memcg->vmpressure;
264 }
265
266 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
267 {
268         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
269 }
270
271 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
272 /*
273  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
274  * The main reason for not using cgroup id for this:
275  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
276  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
277  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
278  *  200 entry array for that.
279  *
280  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
281  * will double each time we have to increase it.
282  */
283 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
284 int memcg_nr_cache_ids;
285
286 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
287 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
288
289 void memcg_get_cache_ids(void)
290 {
291         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
292 }
293
294 void memcg_put_cache_ids(void)
295 {
296         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
297 }
298
299 /*
300  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
301  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
302  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
303  * tunable, but that is strictly not necessary.
304  *
305  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
306  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
307  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
308  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
309  * increase ours as well if it increases.
310  */
311 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
312 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
313
314 /*
315  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
316  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
317  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
318  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
319  */
320 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
321 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
322
323 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
324
325 static int memcg_shrinker_map_size;
326 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
327
328 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
329 {
330         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
331 }
332
333 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
334                                          int size, int old_size)
335 {
336         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
337         int nid;
338
339         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
340
341         for_each_node(nid) {
342                 old = rcu_dereference_protected(
343                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
344                 /* Not yet online memcg */
345                 if (!old)
346                         return 0;
347
348                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
349                 if (!new)
350                         return -ENOMEM;
351
352                 /* Set all old bits, clear all new bits */
353                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
354                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
355
356                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
357                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
358         }
359
360         return 0;
361 }
362
363 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
364 {
365         struct mem_cgroup_per_node *pn;
366         struct memcg_shrinker_map *map;
367         int nid;
368
369         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
370                 return;
371
372         for_each_node(nid) {
373                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
374                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
375                 if (map)
376                         kvfree(map);
377                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
378         }
379 }
380
381 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
382 {
383         struct memcg_shrinker_map *map;
384         int nid, size, ret = 0;
385
386         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
387                 return 0;
388
389         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
390         size = memcg_shrinker_map_size;
391         for_each_node(nid) {
392                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
393                 if (!map) {
394                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
395                         ret = -ENOMEM;
396                         break;
397                 }
398                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
399         }
400         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
401
402         return ret;
403 }
404
405 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
406 {
407         int size, old_size, ret = 0;
408         struct mem_cgroup *memcg;
409
410         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
411         old_size = memcg_shrinker_map_size;
412         if (size <= old_size)
413                 return 0;
414
415         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
416         if (!root_mem_cgroup)
417                 goto unlock;
418
419         for_each_mem_cgroup(memcg) {
420                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
421                         continue;
422                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
423                 if (ret)
424                         goto unlock;
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 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
448 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
449 {
450         return 0;
451 }
452 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
453 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
454
455 /**
456  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
457  * @page: page of interest
458  *
459  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
460  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
461  * until it is released.
462  *
463  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
464  * is returned.
465  */
466 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
467 {
468         struct mem_cgroup *memcg;
469
470         memcg = page->mem_cgroup;
471
472         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
473                 memcg = root_mem_cgroup;
474
475         return &memcg->css;
476 }
477
478 /**
479  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
480  * @page: the page
481  *
482  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
483  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
484  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
485  *
486  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
487  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
488  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
489  * do not care (such as procfs interfaces).
490  */
491 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
492 {
493         struct mem_cgroup *memcg;
494         unsigned long ino = 0;
495
496         rcu_read_lock();
497         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
498         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
499                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
500         if (memcg)
501                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
502         rcu_read_unlock();
503         return ino;
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_per_node *
507 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
508 {
509         int nid = page_to_nid(page);
510
511         return memcg->nodeinfo[nid];
512 }
513
514 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
515 soft_limit_tree_node(int nid)
516 {
517         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
518 }
519
520 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
521 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
522 {
523         int nid = page_to_nid(page);
524
525         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
526 }
527
528 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
529                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
530                                          unsigned long new_usage_in_excess)
531 {
532         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
533         struct rb_node *parent = NULL;
534         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
535         bool rightmost = true;
536
537         if (mz->on_tree)
538                 return;
539
540         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
541         if (!mz->usage_in_excess)
542                 return;
543         while (*p) {
544                 parent = *p;
545                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
546                                         tree_node);
547                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
548                         p = &(*p)->rb_left;
549                         rightmost = false;
550                 }
551
552                 /*
553                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
554                  * limit by the same amount
555                  */
556                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
557                         p = &(*p)->rb_right;
558         }
559
560         if (rightmost)
561                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
562
563         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
564         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
565         mz->on_tree = true;
566 }
567
568 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
569                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
570 {
571         if (!mz->on_tree)
572                 return;
573
574         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
575                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
576
577         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
578         mz->on_tree = false;
579 }
580
581 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
582                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
583 {
584         unsigned long flags;
585
586         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
587         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
588         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
589 }
590
591 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
592 {
593         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
594         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
595         unsigned long excess = 0;
596
597         if (nr_pages > soft_limit)
598                 excess = nr_pages - soft_limit;
599
600         return excess;
601 }
602
603 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
604 {
605         unsigned long excess;
606         struct mem_cgroup_per_node *mz;
607         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
608
609         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
610         if (!mctz)
611                 return;
612         /*
613          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
614          * because their event counter is not touched.
615          */
616         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
617                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
618                 excess = soft_limit_excess(memcg);
619                 /*
620                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
621                  * mem is over its softlimit.
622                  */
623                 if (excess || mz->on_tree) {
624                         unsigned long flags;
625
626                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
627                         /* if on-tree, remove it */
628                         if (mz->on_tree)
629                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
630                         /*
631                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
632                          * If excess is 0, no tree ops.
633                          */
634                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
635                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
636                 }
637         }
638 }
639
640 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
641 {
642         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
643         struct mem_cgroup_per_node *mz;
644         int nid;
645
646         for_each_node(nid) {
647                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
648                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
649                 if (mctz)
650                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
651         }
652 }
653
654 static struct mem_cgroup_per_node *
655 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
656 {
657         struct mem_cgroup_per_node *mz;
658
659 retry:
660         mz = NULL;
661         if (!mctz->rb_rightmost)
662                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
663
664         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
665                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
666         /*
667          * Remove the node now but someone else can add it back,
668          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
669          * position in the tree.
670          */
671         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
672         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
673             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
674                 goto retry;
675 done:
676         return mz;
677 }
678
679 static struct mem_cgroup_per_node *
680 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
681 {
682         struct mem_cgroup_per_node *mz;
683
684         spin_lock_irq(&mctz->lock);
685         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
686         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
687         return mz;
688 }
689
690 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg,
691                                         int event)
692 {
693         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
694 }
695
696 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
697                                          struct page *page,
698                                          bool compound, int nr_pages)
699 {
700         /*
701          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
702          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
703          */
704         if (PageAnon(page))
705                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
706         else {
707                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
708                 if (PageSwapBacked(page))
709                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
710         }
711
712         if (compound) {
713                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
714                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
715         }
716
717         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
718         if (nr_pages > 0)
719                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
720         else {
721                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
722                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
723         }
724
725         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
726 }
727
728 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
729                                        enum mem_cgroup_events_target target)
730 {
731         unsigned long val, next;
732
733         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
734         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
735         /* from time_after() in jiffies.h */
736         if ((long)(next - val) < 0) {
737                 switch (target) {
738                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
739                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
740                         break;
741                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
742                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
743                         break;
744                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
745                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
746                         break;
747                 default:
748                         break;
749                 }
750                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
751                 return true;
752         }
753         return false;
754 }
755
756 /*
757  * Check events in order.
758  *
759  */
760 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
761 {
762         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
763         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
764                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
765                 bool do_softlimit;
766                 bool do_numainfo __maybe_unused;
767
768                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
769                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
770 #if MAX_NUMNODES > 1
771                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
772                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
773 #endif
774                 mem_cgroup_threshold(memcg);
775                 if (unlikely(do_softlimit))
776                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
777 #if MAX_NUMNODES > 1
778                 if (unlikely(do_numainfo))
779                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
780 #endif
781         }
782 }
783
784 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
785 {
786         /*
787          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
788          * if it races with swapoff, page migration, etc.
789          * So this can be called with p == NULL.
790          */
791         if (unlikely(!p))
792                 return NULL;
793
794         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
795 }
796 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
797
798 /**
799  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
800  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
801  *
802  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
803  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
804  * returned.
805  */
806 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
807 {
808         struct mem_cgroup *memcg;
809
810         if (mem_cgroup_disabled())
811                 return NULL;
812
813         rcu_read_lock();
814         do {
815                 /*
816                  * Page cache insertions can happen withou an
817                  * actual mm context, e.g. during disk probing
818                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
819                  */
820                 if (unlikely(!mm))
821                         memcg = root_mem_cgroup;
822                 else {
823                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
824                         if (unlikely(!memcg))
825                                 memcg = root_mem_cgroup;
826                 }
827         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
828         rcu_read_unlock();
829         return memcg;
830 }
831 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
832
833 /**
834  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
835  * @page: page from which memcg should be extracted.
836  *
837  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
838  * root_mem_cgroup is returned.
839  */
840 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
841 {
842         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
843
844         if (mem_cgroup_disabled())
845                 return NULL;
846
847         rcu_read_lock();
848         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
849                 memcg = root_mem_cgroup;
850         rcu_read_unlock();
851         return memcg;
852 }
853 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
854
855 /**
856  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
857  */
858 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
859 {
860         if (unlikely(current->active_memcg)) {
861                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
862
863                 rcu_read_lock();
864                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
865                         memcg = current->active_memcg;
866                 rcu_read_unlock();
867                 return memcg;
868         }
869         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
870 }
871
872 /**
873  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
874  * @root: hierarchy root
875  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
876  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
877  *
878  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
879  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
880  *
881  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
882  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
883  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
884  *
885  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
886  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
887  * reclaimers operating on the same node and priority.
888  */
889 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
890                                    struct mem_cgroup *prev,
891                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
892 {
893         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
894         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
895         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
896         struct mem_cgroup *pos = NULL;
897
898         if (mem_cgroup_disabled())
899                 return NULL;
900
901         if (!root)
902                 root = root_mem_cgroup;
903
904         if (prev && !reclaim)
905                 pos = prev;
906
907         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
908                 if (prev)
909                         goto out;
910                 return root;
911         }
912
913         rcu_read_lock();
914
915         if (reclaim) {
916                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
917
918                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
919                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
920
921                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
922                         goto out_unlock;
923
924                 while (1) {
925                         pos = READ_ONCE(iter->position);
926                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
927                                 break;
928                         /*
929                          * css reference reached zero, so iter->position will
930                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
931                          * rely on this happening soon, because ->css_released
932                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
933                          * might block it. So we clear iter->position right
934                          * away.
935                          */
936                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
937                 }
938         }
939
940         if (pos)
941                 css = &pos->css;
942
943         for (;;) {
944                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
945                 if (!css) {
946                         /*
947                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
948                          * new one might jump in right at the end of
949                          * the hierarchy - make sure they see at least
950                          * one group and restart from the beginning.
951                          */
952                         if (!prev)
953                                 continue;
954                         break;
955                 }
956
957                 /*
958                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
959                  * is provided by the caller, so we know it's alive
960                  * and kicking, and don't take an extra reference.
961                  */
962                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
963
964                 if (css == &root->css)
965                         break;
966
967                 if (css_tryget(css))
968                         break;
969
970                 memcg = NULL;
971         }
972
973         if (reclaim) {
974                 /*
975                  * The position could have already been updated by a competing
976                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
977                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
978                  */
979                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
980
981                 if (pos)
982                         css_put(&pos->css);
983
984                 if (!memcg)
985                         iter->generation++;
986                 else if (!prev)
987                         reclaim->generation = iter->generation;
988         }
989
990 out_unlock:
991         rcu_read_unlock();
992 out:
993         if (prev && prev != root)
994                 css_put(&prev->css);
995
996         return memcg;
997 }
998
999 /**
1000  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1001  * @root: hierarchy root
1002  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1003  */
1004 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1005                            struct mem_cgroup *prev)
1006 {
1007         if (!root)
1008                 root = root_mem_cgroup;
1009         if (prev && prev != root)
1010                 css_put(&prev->css);
1011 }
1012
1013 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1014 {
1015         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1016         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1017         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1018         int nid;
1019         int i;
1020
1021         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1022                 for_each_node(nid) {
1023                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1024                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1025                                 iter = &mz->iter[i];
1026                                 cmpxchg(&iter->position,
1027                                         dead_memcg, NULL);
1028                         }
1029                 }
1030         }
1031 }
1032
1033 /**
1034  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1035  * @memcg: hierarchy root
1036  * @fn: function to call for each task
1037  * @arg: argument passed to @fn
1038  *
1039  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1040  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1041  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1042  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1043  *
1044  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1045  */
1046 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1047                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1048 {
1049         struct mem_cgroup *iter;
1050         int ret = 0;
1051
1052         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1053
1054         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1055                 struct css_task_iter it;
1056                 struct task_struct *task;
1057
1058                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1059                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1060                         ret = fn(task, arg);
1061                 css_task_iter_end(&it);
1062                 if (ret) {
1063                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1064                         break;
1065                 }
1066         }
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1072  * @page: the page
1073  * @pgdat: pgdat of the page
1074  *
1075  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1076  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1077  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1078  */
1079 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1080 {
1081         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1082         struct mem_cgroup *memcg;
1083         struct lruvec *lruvec;
1084
1085         if (mem_cgroup_disabled()) {
1086                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1087                 goto out;
1088         }
1089
1090         memcg = page->mem_cgroup;
1091         /*
1092          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1093          * possibly migrated - before they are charged.
1094          */
1095         if (!memcg)
1096                 memcg = root_mem_cgroup;
1097
1098         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1099         lruvec = &mz->lruvec;
1100 out:
1101         /*
1102          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1103          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1104          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1105          */
1106         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1107                 lruvec->pgdat = pgdat;
1108         return lruvec;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1113  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1114  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1115  * @zid: zone id of the accounted pages
1116  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1117  *
1118  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1119  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1120  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1121  */
1122 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1123                                 int zid, int nr_pages)
1124 {
1125         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1126         unsigned long *lru_size;
1127         long size;
1128
1129         if (mem_cgroup_disabled())
1130                 return;
1131
1132         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1133         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1134
1135         if (nr_pages < 0)
1136                 *lru_size += nr_pages;
1137
1138         size = *lru_size;
1139         if (WARN_ONCE(size < 0,
1140                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1141                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1142                 VM_BUG_ON(1);
1143                 *lru_size = 0;
1144         }
1145
1146         if (nr_pages > 0)
1147                 *lru_size += nr_pages;
1148 }
1149
1150 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1151 {
1152         struct mem_cgroup *task_memcg;
1153         struct task_struct *p;
1154         bool ret;
1155
1156         p = find_lock_task_mm(task);
1157         if (p) {
1158                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1159                 task_unlock(p);
1160         } else {
1161                 /*
1162                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1163                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1164                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1165                  */
1166                 rcu_read_lock();
1167                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1168                 css_get(&task_memcg->css);
1169                 rcu_read_unlock();
1170         }
1171         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1172         css_put(&task_memcg->css);
1173         return ret;
1174 }
1175
1176 /**
1177  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1178  * @memcg: the memory cgroup
1179  *
1180  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1181  * pages.
1182  */
1183 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1184 {
1185         unsigned long margin = 0;
1186         unsigned long count;
1187         unsigned long limit;
1188
1189         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1190         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1191         if (count < limit)
1192                 margin = limit - count;
1193
1194         if (do_memsw_account()) {
1195                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1196                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1197                 if (count <= limit)
1198                         margin = min(margin, limit - count);
1199                 else
1200                         margin = 0;
1201         }
1202
1203         return margin;
1204 }
1205
1206 /*
1207  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1208  *
1209  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1210  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1211  * caused by "move".
1212  */
1213 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1214 {
1215         struct mem_cgroup *from;
1216         struct mem_cgroup *to;
1217         bool ret = false;
1218         /*
1219          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1220          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1221          */
1222         spin_lock(&mc.lock);
1223         from = mc.from;
1224         to = mc.to;
1225         if (!from)
1226                 goto unlock;
1227
1228         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1229                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1230 unlock:
1231         spin_unlock(&mc.lock);
1232         return ret;
1233 }
1234
1235 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1236 {
1237         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1238                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1239                         DEFINE_WAIT(wait);
1240                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1241                         /* moving charge context might have finished. */
1242                         if (mc.moving_task)
1243                                 schedule();
1244                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1245                         return true;
1246                 }
1247         }
1248         return false;
1249 }
1250
1251 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
1252         MEMCG_CACHE,
1253         MEMCG_RSS,
1254         MEMCG_RSS_HUGE,
1255         NR_SHMEM,
1256         NR_FILE_MAPPED,
1257         NR_FILE_DIRTY,
1258         NR_WRITEBACK,
1259         MEMCG_SWAP,
1260 };
1261
1262 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
1263         "cache",
1264         "rss",
1265         "rss_huge",
1266         "shmem",
1267         "mapped_file",
1268         "dirty",
1269         "writeback",
1270         "swap",
1271 };
1272
1273 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1274 /**
1275  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1276  * memory controller.
1277  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1278  * @p: Task that is going to be killed
1279  *
1280  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1281  * enabled
1282  */
1283 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1284 {
1285         rcu_read_lock();
1286
1287         if (memcg) {
1288                 pr_cont(",oom_memcg=");
1289                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1290         } else
1291                 pr_cont(",global_oom");
1292         if (p) {
1293                 pr_cont(",task_memcg=");
1294                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1295         }
1296         rcu_read_unlock();
1297 }
1298
1299 /**
1300  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1301  * memory controller.
1302  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1303  */
1304 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         struct mem_cgroup *iter;
1307         unsigned int i;
1308
1309         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1310                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1311                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1312         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1313                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1314                 K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1315         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1316                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1317                 K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1318
1319         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1320                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1321                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1322                 pr_cont(":");
1323
1324                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
1325                         if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_swap_account)
1326                                 continue;
1327                         pr_cont(" %s:%luKB", memcg1_stat_names[i],
1328                                 K(memcg_page_state_local(iter,
1329                                                          memcg1_stats[i])));
1330                 }
1331
1332                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1333                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1334                                 K(memcg_page_state_local(iter,
1335                                                          NR_LRU_BASE + i)));
1336
1337                 pr_cont("\n");
1338         }
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1343  */
1344 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         unsigned long max;
1347
1348         max = memcg->memory.max;
1349         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1350                 unsigned long memsw_max;
1351                 unsigned long swap_max;
1352
1353                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1354                 swap_max = memcg->swap.max;
1355                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1356                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1357         }
1358         return max;
1359 }
1360
1361 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1362                                      int order)
1363 {
1364         struct oom_control oc = {
1365                 .zonelist = NULL,
1366                 .nodemask = NULL,
1367                 .memcg = memcg,
1368                 .gfp_mask = gfp_mask,
1369                 .order = order,
1370         };
1371         bool ret;
1372
1373         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1374                 return true;
1375         /*
1376          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1377          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1378          */
1379         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1380         mutex_unlock(&oom_lock);
1381         return ret;
1382 }
1383
1384 #if MAX_NUMNODES > 1
1385
1386 /**
1387  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1388  * @memcg: the target memcg
1389  * @nid: the node ID to be checked.
1390  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1391  *
1392  * This function returns whether the specified memcg contains any
1393  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1394  * pages in the node.
1395  */
1396 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1397                 int nid, bool noswap)
1398 {
1399         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1400
1401         if (lruvec_page_state_local(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1402             lruvec_page_state_local(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1403                 return true;
1404         if (noswap || !total_swap_pages)
1405                 return false;
1406         if (lruvec_page_state_local(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1407             lruvec_page_state_local(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1408                 return true;
1409         return false;
1410
1411 }
1412
1413 /*
1414  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1415  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1416  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1417  *
1418  */
1419 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1420 {
1421         int nid;
1422         /*
1423          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1424          * pagein/pageout changes since the last update.
1425          */
1426         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1427                 return;
1428         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1429                 return;
1430
1431         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1432         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1433
1434         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1435
1436                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1437                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1438         }
1439
1440         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1441         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1442 }
1443
1444 /*
1445  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1446  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1447  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1448  *
1449  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1450  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1451  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1452  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1453  *
1454  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1455  */
1456 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1457 {
1458         int node;
1459
1460         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1461         node = memcg->last_scanned_node;
1462
1463         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1464         /*
1465          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1466          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1467          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1468          */
1469         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1470                 node = numa_node_id();
1471
1472         memcg->last_scanned_node = node;
1473         return node;
1474 }
1475 #else
1476 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         return 0;
1479 }
1480 #endif
1481
1482 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1483                                    pg_data_t *pgdat,
1484                                    gfp_t gfp_mask,
1485                                    unsigned long *total_scanned)
1486 {
1487         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1488         int total = 0;
1489         int loop = 0;
1490         unsigned long excess;
1491         unsigned long nr_scanned;
1492         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1493                 .pgdat = pgdat,
1494                 .priority = 0,
1495         };
1496
1497         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1498
1499         while (1) {
1500                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1501                 if (!victim) {
1502                         loop++;
1503                         if (loop >= 2) {
1504                                 /*
1505                                  * If we have not been able to reclaim
1506                                  * anything, it might because there are
1507                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1508                                  */
1509                                 if (!total)
1510                                         break;
1511                                 /*
1512                                  * We want to do more targeted reclaim.
1513                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1514                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1515                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1516                                  */
1517                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1518                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1519                                         break;
1520                         }
1521                         continue;
1522                 }
1523                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1524                                         pgdat, &nr_scanned);
1525                 *total_scanned += nr_scanned;
1526                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1527                         break;
1528         }
1529         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1530         return total;
1531 }
1532
1533 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1534 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1535         .name = "memcg_oom_lock",
1536 };
1537 #endif
1538
1539 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1540
1541 /*
1542  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1543  * If someone is running, return false.
1544  */
1545 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1546 {
1547         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1548
1549         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1550
1551         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1552                 if (iter->oom_lock) {
1553                         /*
1554                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1555                          * so we cannot give a lock.
1556                          */
1557                         failed = iter;
1558                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1559                         break;
1560                 } else
1561                         iter->oom_lock = true;
1562         }
1563
1564         if (failed) {
1565                 /*
1566                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1567                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1568                  */
1569                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1570                         if (iter == failed) {
1571                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1572                                 break;
1573                         }
1574                         iter->oom_lock = false;
1575                 }
1576         } else
1577                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1578
1579         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1580
1581         return !failed;
1582 }
1583
1584 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1585 {
1586         struct mem_cgroup *iter;
1587
1588         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1589         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1590         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1591                 iter->oom_lock = false;
1592         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1593 }
1594
1595 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1596 {
1597         struct mem_cgroup *iter;
1598
1599         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1600         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1601                 iter->under_oom++;
1602         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1603 }
1604
1605 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1606 {
1607         struct mem_cgroup *iter;
1608
1609         /*
1610          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1611          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1612          */
1613         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1614         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1615                 if (iter->under_oom > 0)
1616                         iter->under_oom--;
1617         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1618 }
1619
1620 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1621
1622 struct oom_wait_info {
1623         struct mem_cgroup *memcg;
1624         wait_queue_entry_t      wait;
1625 };
1626
1627 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1628         unsigned mode, int sync, void *arg)
1629 {
1630         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1631         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1632         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1633
1634         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1635         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1636
1637         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1638             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1639                 return 0;
1640         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1641 }
1642
1643 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1644 {
1645         /*
1646          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1647          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1648          * this function is called as a result of userland actions
1649          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1650          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1651          * triggering notification.
1652          */
1653         if (memcg && memcg->under_oom)
1654                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1655 }
1656
1657 enum oom_status {
1658         OOM_SUCCESS,
1659         OOM_FAILED,
1660         OOM_ASYNC,
1661         OOM_SKIPPED
1662 };
1663
1664 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1665 {
1666         enum oom_status ret;
1667         bool locked;
1668
1669         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1670                 return OOM_SKIPPED;
1671
1672         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1673
1674         /*
1675          * We are in the middle of the charge context here, so we
1676          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1677          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1678          *
1679          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1680          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1681          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1682          * released.
1683          *
1684          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1685          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1686          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1687          * invoke the oom killer here.
1688          *
1689          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1690          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1691          */
1692         if (memcg->oom_kill_disable) {
1693                 if (!current->in_user_fault)
1694                         return OOM_SKIPPED;
1695                 css_get(&memcg->css);
1696                 current->memcg_in_oom = memcg;
1697                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1698                 current->memcg_oom_order = order;
1699
1700                 return OOM_ASYNC;
1701         }
1702
1703         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1704
1705         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1706
1707         if (locked)
1708                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1709
1710         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1711         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1712                 ret = OOM_SUCCESS;
1713         else
1714                 ret = OOM_FAILED;
1715
1716         if (locked)
1717                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1718
1719         return ret;
1720 }
1721
1722 /**
1723  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1724  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1725  *
1726  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1727  * handler was enabled.
1728  *
1729  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1730  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1731  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1732  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1733  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1734  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1735  *
1736  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1737  * completed, %false otherwise.
1738  */
1739 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1742         struct oom_wait_info owait;
1743         bool locked;
1744
1745         /* OOM is global, do not handle */
1746         if (!memcg)
1747                 return false;
1748
1749         if (!handle)
1750                 goto cleanup;
1751
1752         owait.memcg = memcg;
1753         owait.wait.flags = 0;
1754         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1755         owait.wait.private = current;
1756         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1757
1758         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1759         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1760
1761         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1762
1763         if (locked)
1764                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1765
1766         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1767                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1768                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1769                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1770                                          current->memcg_oom_order);
1771         } else {
1772                 schedule();
1773                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1774                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1775         }
1776
1777         if (locked) {
1778                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1779                 /*
1780                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1781                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1782                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1783                  */
1784                 memcg_oom_recover(memcg);
1785         }
1786 cleanup:
1787         current->memcg_in_oom = NULL;
1788         css_put(&memcg->css);
1789         return true;
1790 }
1791
1792 /**
1793  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1794  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1795  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1796  *
1797  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1798  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1799  *
1800  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1801  */
1802 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1803                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1804 {
1805         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1806         struct mem_cgroup *memcg;
1807
1808         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1809                 return NULL;
1810
1811         if (!oom_domain)
1812                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1813
1814         rcu_read_lock();
1815
1816         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1817         if (memcg == root_mem_cgroup)
1818                 goto out;
1819
1820         /*
1821          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1822          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1823          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1824          */
1825         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1826                 if (memcg->oom_group)
1827                         oom_group = memcg;
1828
1829                 if (memcg == oom_domain)
1830                         break;
1831         }
1832
1833         if (oom_group)
1834                 css_get(&oom_group->css);
1835 out:
1836         rcu_read_unlock();
1837
1838         return oom_group;
1839 }
1840
1841 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1842 {
1843         pr_info("Tasks in ");
1844         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1845         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1846 }
1847
1848 /**
1849  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1850  * @page: the page
1851  *
1852  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1853  * another cgroup.
1854  *
1855  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1856  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1857  * when @page might get freed inside the locked section.
1858  */
1859 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1860 {
1861         struct mem_cgroup *memcg;
1862         unsigned long flags;
1863
1864         /*
1865          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1866          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1867          * because page moving starts with an RCU grace period.
1868          *
1869          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1870          * the page state that is going to change is the only thing
1871          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1872          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1873          * keep off truncation, migration and so forth.
1874          */
1875         rcu_read_lock();
1876
1877         if (mem_cgroup_disabled())
1878                 return NULL;
1879 again:
1880         memcg = page->mem_cgroup;
1881         if (unlikely(!memcg))
1882                 return NULL;
1883
1884         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1885                 return memcg;
1886
1887         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1888         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1889                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1890                 goto again;
1891         }
1892
1893         /*
1894          * When charge migration first begins, we can have locked and
1895          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1896          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1897          */
1898         memcg->move_lock_task = current;
1899         memcg->move_lock_flags = flags;
1900
1901         return memcg;
1902 }
1903 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1904
1905 /**
1906  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
1907  * @memcg: the memcg
1908  *
1909  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
1910  */
1911 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1912 {
1913         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1914                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1915
1916                 memcg->move_lock_task = NULL;
1917                 memcg->move_lock_flags = 0;
1918
1919                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1920         }
1921
1922         rcu_read_unlock();
1923 }
1924
1925 /**
1926  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1927  * @page: the page
1928  */
1929 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1930 {
1931         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
1932 }
1933 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1934
1935 struct memcg_stock_pcp {
1936         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1937         unsigned int nr_pages;
1938         struct work_struct work;
1939         unsigned long flags;
1940 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1941 };
1942 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1943 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1944
1945 /**
1946  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1947  * @memcg: memcg to consume from.
1948  * @nr_pages: how many pages to charge.
1949  *
1950  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1951  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1952  * service an allocation will refill the stock.
1953  *
1954  * returns true if successful, false otherwise.
1955  */
1956 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1957 {
1958         struct memcg_stock_pcp *stock;
1959         unsigned long flags;
1960         bool ret = false;
1961
1962         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
1963                 return ret;
1964
1965         local_irq_save(flags);
1966
1967         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1968         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1969                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1970                 ret = true;
1971         }
1972
1973         local_irq_restore(flags);
1974
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 /*
1979  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1980  */
1981 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1982 {
1983         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1984
1985         if (stock->nr_pages) {
1986                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1987                 if (do_memsw_account())
1988                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1989                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1990                 stock->nr_pages = 0;
1991         }
1992         stock->cached = NULL;
1993 }
1994
1995 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1996 {
1997         struct memcg_stock_pcp *stock;
1998         unsigned long flags;
1999
2000         /*
2001          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2002          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2003          */
2004         local_irq_save(flags);
2005
2006         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2007         drain_stock(stock);
2008         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2009
2010         local_irq_restore(flags);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2015  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2016  */
2017 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2018 {
2019         struct memcg_stock_pcp *stock;
2020         unsigned long flags;
2021
2022         local_irq_save(flags);
2023
2024         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2025         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2026                 drain_stock(stock);
2027                 stock->cached = memcg;
2028         }
2029         stock->nr_pages += nr_pages;
2030
2031         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2032                 drain_stock(stock);
2033
2034         local_irq_restore(flags);
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2039  * of the hierarchy under it.
2040  */
2041 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2042 {
2043         int cpu, curcpu;
2044
2045         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2046         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2047                 return;
2048         /*
2049          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2050          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2051          * as well as workers from this path always operate on the local
2052          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2053          */
2054         curcpu = get_cpu();
2055         for_each_online_cpu(cpu) {
2056                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2057                 struct mem_cgroup *memcg;
2058
2059                 memcg = stock->cached;
2060                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2061                         continue;
2062                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2063                         css_put(&memcg->css);
2064                         continue;
2065                 }
2066                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2067                         if (cpu == curcpu)
2068                                 drain_local_stock(&stock->work);
2069                         else
2070                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2071                 }
2072                 css_put(&memcg->css);
2073         }
2074         put_cpu();
2075         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2076 }
2077
2078 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2079 {
2080         struct memcg_stock_pcp *stock;
2081         struct mem_cgroup *memcg;
2082
2083         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2084         drain_stock(stock);
2085
2086         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2087                 int i;
2088
2089                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2090                         int nid;
2091                         long x;
2092
2093                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2094                         if (x)
2095                                 atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2096
2097                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2098                                 continue;
2099
2100                         for_each_node(nid) {
2101                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2102
2103                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2104                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2105                                 if (x)
2106                                         atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2107                         }
2108                 }
2109
2110                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2111                         long x;
2112
2113                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2114                         if (x)
2115                                 atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2116                 }
2117         }
2118
2119         return 0;
2120 }
2121
2122 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2123                          unsigned int nr_pages,
2124                          gfp_t gfp_mask)
2125 {
2126         do {
2127                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2128                         continue;
2129                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2130                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2131         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2132 }
2133
2134 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2135 {
2136         struct mem_cgroup *memcg;
2137
2138         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2139         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2144  * and reclaims memory over the high limit.
2145  */
2146 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2147 {
2148         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2149         struct mem_cgroup *memcg;
2150
2151         if (likely(!nr_pages))
2152                 return;
2153
2154         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2155         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2156         css_put(&memcg->css);
2157         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2158 }
2159
2160 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2161                       unsigned int nr_pages)
2162 {
2163         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2164         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2165         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2166         struct page_counter *counter;
2167         unsigned long nr_reclaimed;
2168         bool may_swap = true;
2169         bool drained = false;
2170         bool oomed = false;
2171         enum oom_status oom_status;
2172
2173         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2174                 return 0;
2175 retry:
2176         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2177                 return 0;
2178
2179         if (!do_memsw_account() ||
2180             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2181                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2182                         goto done_restock;
2183                 if (do_memsw_account())
2184                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2185                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2186         } else {
2187                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2188                 may_swap = false;
2189         }
2190
2191         if (batch > nr_pages) {
2192                 batch = nr_pages;
2193                 goto retry;
2194         }
2195
2196         /*
2197          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2198          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2199          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2200          * free their memory.
2201          */
2202         if (unlikely(should_force_charge()))
2203                 goto force;
2204
2205         /*
2206          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2207          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2208          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2209          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2210          */
2211         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2212                 goto force;
2213
2214         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2215                 goto nomem;
2216
2217         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2218                 goto nomem;
2219
2220         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2221
2222         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2223                                                     gfp_mask, may_swap);
2224
2225         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2226                 goto retry;
2227
2228         if (!drained) {
2229                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2230                 drained = true;
2231                 goto retry;
2232         }
2233
2234         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2235                 goto nomem;
2236         /*
2237          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2238          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2239          * before killing the task.
2240          *
2241          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2242          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2243          * to regular pages anyway in case of failure.
2244          */
2245         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2246                 goto retry;
2247         /*
2248          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2249          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2250          */
2251         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2252                 goto retry;
2253
2254         if (nr_retries--)
2255                 goto retry;
2256
2257         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL && oomed)
2258                 goto nomem;
2259
2260         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2261                 goto force;
2262
2263         if (fatal_signal_pending(current))
2264                 goto force;
2265
2266         /*
2267          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2268          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2269          * couldn't make any progress.
2270          */
2271         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2272                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2273         switch (oom_status) {
2274         case OOM_SUCCESS:
2275                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2276                 oomed = true;
2277                 goto retry;
2278         case OOM_FAILED:
2279                 goto force;
2280         default:
2281                 goto nomem;
2282         }
2283 nomem:
2284         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2285                 return -ENOMEM;
2286 force:
2287         /*
2288          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2289          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2290          * temporarily by force charging it.
2291          */
2292         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2293         if (do_memsw_account())
2294                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2295         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2296
2297         return 0;
2298
2299 done_restock:
2300         css_get_many(&memcg->css, batch);
2301         if (batch > nr_pages)
2302                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2303
2304         /*
2305          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2306          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2307          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2308          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2309          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2310          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2311          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2312          */
2313         do {
2314                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2315                         /* Don't bother a random interrupted task */
2316                         if (in_interrupt()) {
2317                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2318                                 break;
2319                         }
2320                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2321                         set_notify_resume(current);
2322                         break;
2323                 }
2324         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2325
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2330 {
2331         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2332                 return;
2333
2334         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2335         if (do_memsw_account())
2336                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2337
2338         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2339 }
2340
2341 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2342 {
2343         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2344
2345         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2346         if (PageLRU(page)) {
2347                 struct lruvec *lruvec;
2348
2349                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2350                 ClearPageLRU(page);
2351                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2352                 *isolated = 1;
2353         } else
2354                 *isolated = 0;
2355 }
2356
2357 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2358 {
2359         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2360
2361         if (isolated) {
2362                 struct lruvec *lruvec;
2363
2364                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2365                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2366                 SetPageLRU(page);
2367                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2368         }
2369         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2370 }
2371
2372 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2373                           bool lrucare)
2374 {
2375         int isolated;
2376
2377         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2378
2379         /*
2380          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2381          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2382          */
2383         if (lrucare)
2384                 lock_page_lru(page, &isolated);
2385
2386         /*
2387          * Nobody should be changing or seriously looking at
2388          * page->mem_cgroup at this point:
2389          *
2390          * - the page is uncharged
2391          *
2392          * - the page is off-LRU
2393          *
2394          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2395          *   a locked page table
2396          *
2397          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2398          *   have the page locked
2399          */
2400         page->mem_cgroup = memcg;
2401
2402         if (lrucare)
2403                 unlock_page_lru(page, isolated);
2404 }
2405
2406 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2407 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2408 {
2409         int id, size;
2410         int err;
2411
2412         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2413                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2414         if (id < 0)
2415                 return id;
2416
2417         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2418                 return id;
2419
2420         /*
2421          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2422          * so we have to grow them.
2423          */
2424         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2425
2426         size = 2 * (id + 1);
2427         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2428                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2429         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2430                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2431
2432         err = memcg_update_all_caches(size);
2433         if (!err)
2434                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2435         if (!err)
2436                 memcg_nr_cache_ids = size;
2437
2438         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2439
2440         if (err) {
2441                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2442                 return err;
2443         }
2444         return id;
2445 }
2446
2447 static void memcg_free_cache_id(int id)
2448 {
2449         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2450 }
2451
2452 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2453         struct mem_cgroup *memcg;
2454         struct kmem_cache *cachep;
2455         struct work_struct work;
2456 };
2457
2458 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2459 {
2460         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2461                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2462         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2463         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2464
2465         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2466
2467         css_put(&memcg->css);
2468         kfree(cw);
2469 }
2470
2471 /*
2472  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2473  */
2474 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2475                                                struct kmem_cache *cachep)
2476 {
2477         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2478
2479         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2480         if (!cw)
2481                 return;
2482
2483         css_get(&memcg->css);
2484
2485         cw->memcg = memcg;
2486         cw->cachep = cachep;
2487         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2488
2489         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2490 }
2491
2492 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2493 {
2494         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2495                 return true;
2496         return false;
2497 }
2498
2499 /**
2500  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2501  * @cachep: the original global kmem cache
2502  *
2503  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2504  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2505  *
2506  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2507  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2508  * go through with the original cache.
2509  *
2510  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2511  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2512  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2513  * reference.
2514  */
2515 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2516 {
2517         struct mem_cgroup *memcg;
2518         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2519         int kmemcg_id;
2520
2521         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2522
2523         if (memcg_kmem_bypass())
2524                 return cachep;
2525
2526         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2527         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2528         if (kmemcg_id < 0)
2529                 goto out;
2530
2531         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2532         if (likely(memcg_cachep))
2533                 return memcg_cachep;
2534
2535         /*
2536          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2537          * context), we could be be predictable and return right away.
2538          * This would guarantee that the allocation being performed
2539          * already belongs in the new cache.
2540          *
2541          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2542          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2543          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2544          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2545          * defer everything.
2546          */
2547         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2548 out:
2549         css_put(&memcg->css);
2550         return cachep;
2551 }
2552
2553 /**
2554  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2555  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2556  */
2557 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2558 {
2559         if (!is_root_cache(cachep))
2560                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2561 }
2562
2563 /**
2564  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2565  * @page: page to charge
2566  * @gfp: reclaim mode
2567  * @order: allocation order
2568  * @memcg: memory cgroup to charge
2569  *
2570  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2571  */
2572 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2573                             struct mem_cgroup *memcg)
2574 {
2575         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2576         struct page_counter *counter;
2577         int ret;
2578
2579         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2580         if (ret)
2581                 return ret;
2582
2583         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2584             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2585                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2586                 return -ENOMEM;
2587         }
2588
2589         page->mem_cgroup = memcg;
2590
2591         return 0;
2592 }
2593
2594 /**
2595  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2596  * @page: page to charge
2597  * @gfp: reclaim mode
2598  * @order: allocation order
2599  *
2600  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2601  */
2602 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2603 {
2604         struct mem_cgroup *memcg;
2605         int ret = 0;
2606
2607         if (memcg_kmem_bypass())
2608                 return 0;
2609
2610         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2611         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2612                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2613                 if (!ret)
2614                         __SetPageKmemcg(page);
2615         }
2616         css_put(&memcg->css);
2617         return ret;
2618 }
2619 /**
2620  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2621  * @page: page to uncharge
2622  * @order: allocation order
2623  */
2624 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2625 {
2626         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2627         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2628
2629         if (!memcg)
2630                 return;
2631
2632         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2633
2634         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2635                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2636
2637         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2638         if (do_memsw_account())
2639                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2640
2641         page->mem_cgroup = NULL;
2642
2643         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2644         if (PageKmemcg(page))
2645                 __ClearPageKmemcg(page);
2646
2647         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2648 }
2649 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2650
2651 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2652
2653 /*
2654  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2655  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2656  */
2657 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2658 {
2659         int i;
2660
2661         if (mem_cgroup_disabled())
2662                 return;
2663
2664         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2665                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2666
2667         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2668 }
2669 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2670
2671 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2672 /**
2673  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2674  * @entry: swap entry to be moved
2675  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2676  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2677  *
2678  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2679  * as the mem_cgroup's id of @from.
2680  *
2681  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2682  *
2683  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2684  * both res and memsw, and called css_get().
2685  */
2686 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2687                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2688 {
2689         unsigned short old_id, new_id;
2690
2691         old_id = mem_cgroup_id(from);
2692         new_id = mem_cgroup_id(to);
2693
2694         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2695                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2696                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2697                 return 0;
2698         }
2699         return -EINVAL;
2700 }
2701 #else
2702 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2703                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2704 {
2705         return -EINVAL;
2706 }
2707 #endif
2708
2709 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2710
2711 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2712                                  unsigned long max, bool memsw)
2713 {
2714         bool enlarge = false;
2715         bool drained = false;
2716         int ret;
2717         bool limits_invariant;
2718         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2719
2720         do {
2721                 if (signal_pending(current)) {
2722                         ret = -EINTR;
2723                         break;
2724                 }
2725
2726                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2727                 /*
2728                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2729                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2730                  */
2731                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2732                                            max <= memcg->memsw.max;
2733                 if (!limits_invariant) {
2734                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2735                         ret = -EINVAL;
2736                         break;
2737                 }
2738                 if (max > counter->max)
2739                         enlarge = true;
2740                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2741                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2742
2743                 if (!ret)
2744                         break;
2745
2746                 if (!drained) {
2747                         drain_all_stock(memcg);
2748                         drained = true;
2749                         continue;
2750                 }
2751
2752                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2753                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2754                         ret = -EBUSY;
2755                         break;
2756                 }
2757         } while (true);
2758
2759         if (!ret && enlarge)
2760                 memcg_oom_recover(memcg);
2761
2762         return ret;
2763 }
2764
2765 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2766                                             gfp_t gfp_mask,
2767                                             unsigned long *total_scanned)
2768 {
2769         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2770         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2771         unsigned long reclaimed;
2772         int loop = 0;
2773         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2774         unsigned long excess;
2775         unsigned long nr_scanned;
2776
2777         if (order > 0)
2778                 return 0;
2779
2780         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2781
2782         /*
2783          * Do not even bother to check the largest node if the root
2784          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2785          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2786          */
2787         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2788                 return 0;
2789
2790         /*
2791          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2792          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2793          * pressure
2794          */
2795         do {
2796                 if (next_mz)
2797                         mz = next_mz;
2798                 else
2799                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2800                 if (!mz)
2801                         break;
2802
2803                 nr_scanned = 0;
2804                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2805                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2806                 nr_reclaimed += reclaimed;
2807                 *total_scanned += nr_scanned;
2808                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2809                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2810
2811                 /*
2812                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2813                  * it is time to move on to the next cgroup
2814                  */
2815                 next_mz = NULL;
2816                 if (!reclaimed)
2817                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2818
2819                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2820                 /*
2821                  * One school of thought says that we should not add
2822                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2823                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2824                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2825                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2826                  * term TODO.
2827                  */
2828                 /* If excess == 0, no tree ops */
2829                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2830                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2831                 css_put(&mz->memcg->css);
2832                 loop++;
2833                 /*
2834                  * Could not reclaim anything and there are no more
2835                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2836                  * reclaiming anything.
2837                  */
2838                 if (!nr_reclaimed &&
2839                         (next_mz == NULL ||
2840                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2841                         break;
2842         } while (!nr_reclaimed);
2843         if (next_mz)
2844                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2845         return nr_reclaimed;
2846 }
2847
2848 /*
2849  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2850  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2851  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2852  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2853  */
2854 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2855 {
2856         bool ret;
2857
2858         rcu_read_lock();
2859         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2860         rcu_read_unlock();
2861         return ret;
2862 }
2863
2864 /*
2865  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2866  *
2867  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2868  */
2869 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2870 {
2871         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2872
2873         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2874         lru_add_drain_all();
2875
2876         drain_all_stock(memcg);
2877
2878         /* try to free all pages in this cgroup */
2879         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2880                 int progress;
2881
2882                 if (signal_pending(current))
2883                         return -EINTR;
2884
2885                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2886                                                         GFP_KERNEL, true);
2887                 if (!progress) {
2888                         nr_retries--;
2889                         /* maybe some writeback is necessary */
2890                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2891                 }
2892
2893         }
2894
2895         return 0;
2896 }
2897
2898 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2899                                             char *buf, size_t nbytes,
2900                                             loff_t off)
2901 {
2902         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2903
2904         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2905                 return -EINVAL;
2906         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2907 }
2908
2909 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2910                                      struct cftype *cft)
2911 {
2912         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2913 }
2914
2915 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2916                                       struct cftype *cft, u64 val)
2917 {
2918         int retval = 0;
2919         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2920         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2921
2922         if (memcg->use_hierarchy == val)
2923                 return 0;
2924
2925         /*
2926          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2927          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2928          * occur, provided the current cgroup has no children.
2929          *
2930          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2931          * set if there are no children.
2932          */
2933         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2934                                 (val == 1 || val == 0)) {
2935                 if (!memcg_has_children(memcg))
2936                         memcg->use_hierarchy = val;
2937                 else
2938                         retval = -EBUSY;
2939         } else
2940                 retval = -EINVAL;
2941
2942         return retval;
2943 }
2944
2945 struct accumulated_vmstats {
2946         unsigned long vmstats[MEMCG_NR_STAT];
2947         unsigned long vmevents[NR_VM_EVENT_ITEMS];
2948         unsigned long lru_pages[NR_LRU_LISTS];
2949
2950         /* overrides for v1 */
2951         const unsigned int *vmstats_array;
2952         const unsigned int *vmevents_array;
2953
2954         int vmstats_size;
2955         int vmevents_size;
2956 };
2957
2958 static void accumulate_vmstats(struct mem_cgroup *memcg,
2959                                struct accumulated_vmstats *acc)
2960 {
2961         struct mem_cgroup *mi;
2962         int i;
2963
2964         for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg) {
2965                 for (i = 0; i < acc->vmstats_size; i++)
2966                         acc->vmstats[i] += memcg_page_state_local(mi,
2967                                 acc->vmstats_array ? acc->vmstats_array[i] : i);
2968
2969                 for (i = 0; i < acc->vmevents_size; i++)
2970                         acc->vmevents[i] += memcg_events_local(mi,
2971                                 acc->vmevents_array
2972                                 ? acc->vmevents_array[i] : i);
2973
2974                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
2975                         acc->lru_pages[i] += memcg_page_state_local(mi,
2976                                                               NR_LRU_BASE + i);
2977         }
2978 }
2979
2980 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2981 {
2982         unsigned long val = 0;
2983
2984         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2985                 struct mem_cgroup *iter;
2986
2987                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2988                         val += memcg_page_state_local(iter, MEMCG_CACHE);
2989                         val += memcg_page_state_local(iter, MEMCG_RSS);
2990                         if (swap)
2991                                 val += memcg_page_state_local(iter, MEMCG_SWAP);
2992                 }
2993         } else {
2994                 if (!swap)
2995                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2996                 else
2997                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2998         }
2999         return val;
3000 }
3001
3002 enum {
3003         RES_USAGE,
3004         RES_LIMIT,
3005         RES_MAX_USAGE,
3006         RES_FAILCNT,
3007         RES_SOFT_LIMIT,
3008 };
3009
3010 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3011                                struct cftype *cft)
3012 {
3013         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3014         struct page_counter *counter;
3015
3016         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3017         case _MEM:
3018                 counter = &memcg->memory;
3019                 break;
3020         case _MEMSWAP:
3021                 counter = &memcg->memsw;
3022                 break;
3023         case _KMEM:
3024                 counter = &memcg->kmem;
3025                 break;
3026         case _TCP:
3027                 counter = &memcg->tcpmem;
3028                 break;
3029         default:
3030                 BUG();
3031         }
3032
3033         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3034         case RES_USAGE:
3035                 if (counter == &memcg->memory)
3036                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3037                 if (counter == &memcg->memsw)
3038                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3039                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3040         case RES_LIMIT:
3041                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3042         case RES_MAX_USAGE:
3043                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3044         case RES_FAILCNT:
3045                 return counter->failcnt;
3046         case RES_SOFT_LIMIT:
3047                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3048         default:
3049                 BUG();
3050         }
3051 }
3052
3053 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3054 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3055 {
3056         int memcg_id;
3057
3058         if (cgroup_memory_nokmem)
3059                 return 0;
3060
3061         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3062         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3063
3064         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3065         if (memcg_id < 0)
3066                 return memcg_id;
3067
3068         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3069         /*
3070          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3071          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3072          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3073          * patched.
3074          */
3075         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3076         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3077         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3078
3079         return 0;
3080 }
3081
3082 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3083 {
3084         struct cgroup_subsys_state *css;
3085         struct mem_cgroup *parent, *child;
3086         int kmemcg_id;
3087
3088         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3089                 return;
3090         /*
3091          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3092          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3093          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3094          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3095          */
3096         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3097
3098         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3099
3100         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3101         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3102
3103         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3104         if (!parent)
3105                 parent = root_mem_cgroup;
3106
3107         /*
3108          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3109          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3110          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3111          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3112          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3113          * memcg_drain_all_list_lrus().
3114          */
3115         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3116         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3117                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3118                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3119                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3120                 if (!memcg->use_hierarchy)
3121                         break;
3122         }
3123         rcu_read_unlock();
3124
3125         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3126
3127         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3128 }
3129
3130 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3131 {
3132         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3133         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3134                 memcg_offline_kmem(memcg);
3135
3136         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3137                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3138                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3139                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3140         }
3141 }
3142 #else
3143 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3144 {
3145         return 0;
3146 }
3147 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3148 {
3149 }
3150 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3151 {
3152 }
3153 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3154
3155 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3156                                  unsigned long max)
3157 {
3158         int ret;
3159
3160         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3161         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3162         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3163         return ret;
3164 }
3165
3166 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3167 {
3168         int ret;
3169
3170         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3171
3172         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3173         if (ret)
3174                 goto out;
3175
3176         if (!memcg->tcpmem_active) {
3177                 /*
3178                  * The active flag needs to be written after the static_key
3179                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3180                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3181                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3182                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3183                  *
3184                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3185                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3186                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3187                  * yet, we'll lose accounting.
3188                  *
3189                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3190                  * because when this value change, the code to process it is not
3191                  * patched in yet.
3192                  */
3193                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3194                 memcg->tcpmem_active = true;
3195         }
3196 out:
3197         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3198         return ret;
3199 }
3200
3201 /*
3202  * The user of this function is...
3203  * RES_LIMIT.
3204  */
3205 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3206                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3207 {
3208         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3209         unsigned long nr_pages;
3210         int ret;
3211
3212         buf = strstrip(buf);
3213         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3214         if (ret)
3215                 return ret;
3216
3217         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3218         case RES_LIMIT:
3219                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3220                         ret = -EINVAL;
3221                         break;
3222                 }
3223                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3224                 case _MEM:
3225                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3226                         break;
3227                 case _MEMSWAP:
3228                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3229                         break;
3230                 case _KMEM:
3231                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3232                         break;
3233                 case _TCP:
3234                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3235                         break;
3236                 }
3237                 break;
3238         case RES_SOFT_LIMIT:
3239                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3240                 ret = 0;
3241                 break;
3242         }
3243         return ret ?: nbytes;
3244 }
3245
3246 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3247                                 size_t nbytes, loff_t off)
3248 {
3249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3250         struct page_counter *counter;
3251
3252         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3253         case _MEM:
3254                 counter = &memcg->memory;
3255                 break;
3256         case _MEMSWAP:
3257                 counter = &memcg->memsw;
3258                 break;
3259         case _KMEM:
3260                 counter = &memcg->kmem;
3261                 break;
3262         case _TCP:
3263                 counter = &memcg->tcpmem;
3264                 break;
3265         default:
3266                 BUG();
3267         }
3268
3269         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3270         case RES_MAX_USAGE:
3271                 page_counter_reset_watermark(counter);
3272                 break;
3273         case RES_FAILCNT:
3274                 counter->failcnt = 0;
3275                 break;
3276         default:
3277                 BUG();
3278         }
3279
3280         return nbytes;
3281 }
3282
3283 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3284                                         struct cftype *cft)
3285 {
3286         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3287 }
3288
3289 #ifdef CONFIG_MMU
3290 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3291                                         struct cftype *cft, u64 val)
3292 {
3293         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3294
3295         if (val & ~MOVE_MASK)
3296                 return -EINVAL;
3297
3298         /*
3299          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3300          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3301          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3302          * affect task migrations starting after the change.
3303          */
3304         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3305         return 0;
3306 }
3307 #else
3308 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3309                                         struct cftype *cft, u64 val)
3310 {
3311         return -ENOSYS;
3312 }
3313 #endif
3314
3315 #ifdef CONFIG_NUMA
3316
3317 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3318 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3319 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3320
3321 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3322                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3323 {
3324         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3325         unsigned long nr = 0;
3326         enum lru_list lru;
3327
3328         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3329
3330         for_each_lru(lru) {
3331                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3332                         continue;
3333                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3334         }
3335         return nr;
3336 }
3337
3338 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3339                                              unsigned int lru_mask)
3340 {
3341         unsigned long nr = 0;
3342         enum lru_list lru;
3343
3344         for_each_lru(lru) {
3345                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3346                         continue;
3347                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3348         }
3349         return nr;
3350 }
3351
3352 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3353 {
3354         struct numa_stat {
3355                 const char *name;
3356                 unsigned int lru_mask;
3357         };
3358
3359         static const struct numa_stat stats[] = {
3360                 { "total", LRU_ALL },
3361                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3362                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3363                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3364         };
3365         const struct numa_stat *stat;
3366         int nid;
3367         unsigned long nr;
3368         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3369
3370         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3371                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3372                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3373                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3374                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3375                                                           stat->lru_mask);
3376                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3377                 }
3378                 seq_putc(m, '\n');
3379         }
3380
3381         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3382                 struct mem_cgroup *iter;
3383
3384                 nr = 0;
3385                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3386                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3387                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3388                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3389                         nr = 0;
3390                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3391                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3392                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3393                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3394                 }
3395                 seq_putc(m, '\n');
3396         }
3397
3398         return 0;
3399 }
3400 #endif /* CONFIG_NUMA */
3401
3402 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3403 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3404         PGPGIN,
3405         PGPGOUT,
3406         PGFAULT,
3407         PGMAJFAULT,
3408 };
3409
3410 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3411         "pgpgin",
3412         "pgpgout",
3413         "pgfault",
3414         "pgmajfault",
3415 };
3416
3417 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3418 {
3419         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3420         unsigned long memory, memsw;
3421         struct mem_cgroup *mi;
3422         unsigned int i;
3423         struct accumulated_vmstats acc;
3424
3425         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3426         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3427
3428         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3429                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3430                         continue;
3431                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3432                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3433                            PAGE_SIZE);
3434         }
3435
3436         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3437                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3438                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3439
3440         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3441                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3442                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3443                            PAGE_SIZE);
3444
3445         /* Hierarchical information */
3446         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3447         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3448                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3449                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3450         }
3451         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3452                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3453         if (do_memsw_account())
3454                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3455                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3456
3457         memset(&acc, 0, sizeof(acc));
3458         acc.vmstats_size = ARRAY_SIZE(memcg1_stats);
3459         acc.vmstats_array = memcg1_stats;
3460         acc.vmevents_size = ARRAY_SIZE(memcg1_events);
3461         acc.vmevents_array = memcg1_events;
3462         accumulate_vmstats(memcg, &acc);
3463
3464         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3465                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3466                         continue;
3467                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3468                            (u64)acc.vmstats[i] * PAGE_SIZE);
3469         }
3470
3471         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3472                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3473                            (u64)acc.vmevents[i]);
3474
3475         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3476                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3477                            (u64)acc.lru_pages[i] * PAGE_SIZE);
3478
3479 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3480         {
3481                 pg_data_t *pgdat;
3482                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3483                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3484                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3485                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3486
3487                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3488                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3489                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3490
3491                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3492                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3493                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3494                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3495                 }
3496                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3497                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3498                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3499                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3500         }
3501 #endif
3502
3503         return 0;
3504 }
3505
3506 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3507                                       struct cftype *cft)
3508 {
3509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3510
3511         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3512 }
3513
3514 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3515                                        struct cftype *cft, u64 val)
3516 {
3517         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3518
3519         if (val > 100)
3520                 return -EINVAL;
3521
3522         if (css->parent)
3523                 memcg->swappiness = val;
3524         else
3525                 vm_swappiness = val;
3526
3527         return 0;
3528 }
3529
3530 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3531 {
3532         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3533         unsigned long usage;
3534         int i;
3535
3536         rcu_read_lock();
3537         if (!swap)
3538                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3539         else
3540                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3541
3542         if (!t)
3543                 goto unlock;
3544
3545         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3546
3547         /*
3548          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3549          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3550          * call of __mem_cgroup_threshold().
3551          */
3552         i = t->current_threshold;
3553
3554         /*
3555          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3556          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3557          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3558          * only one element of the array here.
3559          */
3560         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3561                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3562
3563         /* i = current_threshold + 1 */
3564         i++;
3565
3566         /*
3567          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3568          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3569          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3570          * only one element of the array here.
3571          */
3572         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3573                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3574
3575         /* Update current_threshold */
3576         t->current_threshold = i - 1;
3577 unlock:
3578         rcu_read_unlock();
3579 }
3580
3581 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3582 {
3583         while (memcg) {
3584                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3585                 if (do_memsw_account())
3586                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3587
3588                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3589         }
3590 }
3591
3592 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3593 {
3594         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3595         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3596
3597         if (_a->threshold > _b->threshold)
3598                 return 1;
3599
3600         if (_a->threshold < _b->threshold)
3601                 return -1;
3602
3603         return 0;
3604 }
3605
3606 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3607 {
3608         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3609
3610         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3611
3612         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3613                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3614
3615         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3616         return 0;
3617 }
3618
3619 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3620 {
3621         struct mem_cgroup *iter;
3622
3623         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3624                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3625 }
3626
3627 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3628         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3629 {
3630         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3631         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3632         unsigned long threshold;
3633         unsigned long usage;
3634         int i, size, ret;
3635
3636         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3637         if (ret)
3638                 return ret;
3639
3640         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3641
3642         if (type == _MEM) {
3643                 thresholds = &memcg->thresholds;
3644                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3645         } else if (type == _MEMSWAP) {
3646                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3647                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3648         } else
3649                 BUG();
3650
3651         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3652         if (thresholds->primary)
3653                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3654
3655         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3656
3657         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3658         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3659         if (!new) {
3660                 ret = -ENOMEM;
3661                 goto unlock;
3662         }
3663         new->size = size;
3664
3665         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3666         if (thresholds->primary) {
3667                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3668                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3669         }
3670
3671         /* Add new threshold */
3672         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3673         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3674
3675         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3676         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3677                         compare_thresholds, NULL);
3678
3679         /* Find current threshold */
3680         new->current_threshold = -1;
3681         for (i = 0; i < size; i++) {
3682                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3683                         /*
3684                          * new->current_threshold will not be used until
3685                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3686                          * it here.
3687                          */
3688                         ++new->current_threshold;
3689                 } else
3690                         break;
3691         }
3692
3693         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3694         kfree(thresholds->spare);
3695         thresholds->spare = thresholds->primary;
3696
3697         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3698
3699         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3700         synchronize_rcu();
3701
3702 unlock:
3703         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3704
3705         return ret;
3706 }
3707
3708 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3709         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3710 {
3711         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3712 }
3713
3714 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3715         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3716 {
3717         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3718 }
3719
3720 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3721         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3722 {
3723         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3724         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3725         unsigned long usage;
3726         int i, j, size;
3727
3728         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3729
3730         if (type == _MEM) {
3731                 thresholds = &memcg->thresholds;
3732                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3733         } else if (type == _MEMSWAP) {
3734                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3735                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3736         } else
3737                 BUG();
3738
3739         if (!thresholds->primary)
3740                 goto unlock;
3741
3742         /* Check if a threshold crossed before removing */
3743         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3744
3745         /* Calculate new number of threshold */
3746         size = 0;
3747         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3748                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3749                         size++;
3750         }
3751
3752         new = thresholds->spare;
3753
3754         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3755         if (!size) {
3756                 kfree(new);
3757                 new = NULL;
3758                 goto swap_buffers;
3759         }
3760
3761         new->size = size;
3762
3763         /* Copy thresholds and find current threshold */
3764         new->current_threshold = -1;
3765         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3766                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3767                         continue;
3768
3769                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3770                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3771                         /*
3772                          * new->current_threshold will not be used
3773                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3774                          * it here.
3775                          */
3776                         ++new->current_threshold;
3777                 }
3778                 j++;
3779         }
3780
3781 swap_buffers:
3782         /* Swap primary and spare array */
3783         thresholds->spare = thresholds->primary;
3784
3785         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3786
3787         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3788         synchronize_rcu();
3789
3790         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3791         if (!new) {
3792                 kfree(thresholds->spare);
3793                 thresholds->spare = NULL;
3794         }
3795 unlock:
3796         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3797 }
3798
3799 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3800         struct eventfd_ctx *eventfd)
3801 {
3802         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3803 }
3804
3805 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3806         struct eventfd_ctx *eventfd)
3807 {
3808         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3809 }
3810
3811 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3812         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3813 {
3814         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3815
3816         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3817         if (!event)
3818                 return -ENOMEM;
3819
3820         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3821
3822         event->eventfd = eventfd;
3823         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3824
3825         /* already in OOM ? */
3826         if (memcg->under_oom)
3827                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3828         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3829
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3834         struct eventfd_ctx *eventfd)
3835 {
3836         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3837
3838         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3839
3840         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3841                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3842                         list_del(&ev->list);
3843                         kfree(ev);
3844                 }
3845         }
3846
3847         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3848 }
3849
3850 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3851 {
3852         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
3853
3854         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3855         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3856         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
3857                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
3858         return 0;
3859 }
3860
3861 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3862         struct cftype *cft, u64 val)
3863 {
3864         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3865
3866         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3867         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3868                 return -EINVAL;
3869
3870         memcg->oom_kill_disable = val;
3871         if (!val)
3872                 memcg_oom_recover(memcg);
3873
3874         return 0;
3875 }
3876
3877 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3878
3879 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3880 {
3881         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3882 }
3883
3884 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3885 {
3886         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3887 }
3888
3889 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3890 {
3891         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3892 }
3893
3894 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3895 {
3896         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3897
3898         if (!memcg->css.parent)
3899                 return NULL;
3900
3901         return &memcg->cgwb_domain;
3902 }
3903
3904 /*
3905  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
3906  * Keep in sync with memcg_exact_page().
3907  */
3908 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
3909 {
3910         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
3911         int cpu;
3912
3913         for_each_online_cpu(cpu)
3914                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
3915         if (x < 0)
3916                 x = 0;
3917         return x;
3918 }
3919
3920 /**
3921  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3922  * @wb: bdi_writeback in question
3923  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3924  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3925  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3926  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3927  *
3928  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3929  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3930  * is a bit more involved.
3931  *
3932  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3933  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3934  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3935  * available memory in the system.  The caller should further cap
3936  * *@pheadroom accordingly.
3937  */
3938 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3939                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3940                          unsigned long *pwriteback)
3941 {
3942         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3943         struct mem_cgroup *parent;
3944
3945         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
3946
3947         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3948         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
3949         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
3950                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
3951         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3952
3953         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3954                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
3955                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3956
3957                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3958                 memcg = parent;
3959         }
3960 }
3961
3962 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3963
3964 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3965 {
3966         return 0;
3967 }
3968
3969 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3970 {
3971 }
3972
3973 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3974 {
3975 }
3976
3977 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3978
3979 /*
3980  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3981  *
3982  * "cgroup.event_control" implementation.
3983  *
3984  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3985  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3986  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3987  *
3988  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3989  * possible.
3990  */
3991
3992 /*
3993  * Unregister event and free resources.
3994  *
3995  * Gets called from workqueue.
3996  */
3997 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3998 {
3999         struct mem_cgroup_event *event =
4000                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4001         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4002
4003         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4004
4005         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4006
4007         /* Notify userspace the event is going away. */
4008         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4009
4010         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4011         kfree(event);
4012         css_put(&memcg->css);
4013 }
4014
4015 /*
4016  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4017  *
4018  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4019  */
4020 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4021                             int sync, void *key)
4022 {
4023         struct mem_cgroup_event *event =
4024                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4025         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4026         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4027
4028         if (flags & EPOLLHUP) {
4029                 /*
4030                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4031                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4032                  * for us.
4033                  *
4034                  * We can't race against event freeing since the other
4035                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4036                  * which we hold.
4037                  */
4038                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4039                 if (!list_empty(&event->list)) {
4040                         list_del_init(&event->list);
4041                         /*
4042                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4043                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4044                          */
4045                         schedule_work(&event->remove);
4046                 }
4047                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4048         }
4049
4050         return 0;
4051 }
4052
4053 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4054                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4055 {
4056         struct mem_cgroup_event *event =
4057                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4058
4059         event->wqh = wqh;
4060         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4061 }
4062
4063 /*
4064  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4065  *
4066  * Parse input and register new cgroup event handler.
4067  *
4068  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4069  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4070  */
4071 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4072                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4073 {
4074         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4075         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4076         struct mem_cgroup_event *event;
4077         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4078         unsigned int efd, cfd;
4079         struct fd efile;
4080         struct fd cfile;
4081         const char *name;
4082         char *endp;
4083         int ret;
4084
4085         buf = strstrip(buf);
4086
4087         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4088         if (*endp != ' ')
4089                 return -EINVAL;
4090         buf = endp + 1;
4091
4092         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4093         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4094                 return -EINVAL;
4095         buf = endp + 1;
4096
4097         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4098         if (!event)
4099                 return -ENOMEM;
4100
4101         event->memcg = memcg;
4102         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4103         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4104         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4105         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4106
4107         efile = fdget(efd);
4108         if (!efile.file) {
4109                 ret = -EBADF;
4110                 goto out_kfree;
4111         }
4112
4113         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4114         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4115                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4116                 goto out_put_efile;
4117         }
4118
4119         cfile = fdget(cfd);
4120         if (!cfile.file) {
4121                 ret = -EBADF;
4122                 goto out_put_eventfd;
4123         }
4124
4125         /* the process need read permission on control file */
4126         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4127         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4128         if (ret < 0)
4129                 goto out_put_cfile;
4130
4131         /*
4132          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4133          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4134          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4135          * is for compatibility anyway.
4136          *
4137          * DO NOT ADD NEW FILES.
4138          */
4139         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4140
4141         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4142                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4143                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4144         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4145                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4146                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4147         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4148                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4149                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4150         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4151                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4152                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4153         } else {
4154                 ret = -EINVAL;
4155                 goto out_put_cfile;
4156         }
4157
4158         /*
4159          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4160          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4161          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4162          */
4163         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4164                                                &memory_cgrp_subsys);
4165         ret = -EINVAL;
4166         if (IS_ERR(cfile_css))
4167                 goto out_put_cfile;
4168         if (cfile_css != css) {
4169                 css_put(cfile_css);
4170                 goto out_put_cfile;
4171         }
4172
4173         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4174         if (ret)
4175                 goto out_put_css;
4176
4177         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4178
4179         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4180         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4181         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4182
4183         fdput(cfile);
4184         fdput(efile);
4185
4186         return nbytes;
4187
4188 out_put_css:
4189         css_put(css);
4190 out_put_cfile:
4191         fdput(cfile);
4192 out_put_eventfd:
4193         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4194 out_put_efile:
4195         fdput(efile);
4196 out_kfree:
4197         kfree(event);
4198
4199         return ret;
4200 }
4201
4202 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4203         {
4204                 .name = "usage_in_bytes",
4205                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4206                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4207         },
4208         {
4209                 .name = "max_usage_in_bytes",
4210                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4211                 .write = mem_cgroup_reset,
4212                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4213         },
4214         {
4215                 .name = "limit_in_bytes",
4216                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4217                 .write = mem_cgroup_write,
4218                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4219         },
4220         {
4221                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4222                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4223                 .write = mem_cgroup_write,
4224                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4225         },
4226         {
4227                 .name = "failcnt",
4228                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4229                 .write = mem_cgroup_reset,
4230                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4231         },
4232         {
4233                 .name = "stat",
4234                 .seq_show = memcg_stat_show,
4235         },
4236         {
4237                 .name = "force_empty",
4238                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4239         },
4240         {
4241                 .name = "use_hierarchy",
4242                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4243                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4244         },
4245         {
4246                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4247                 .write = memcg_write_event_control,
4248                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4249         },
4250         {
4251                 .name = "swappiness",
4252                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4253                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4254         },
4255         {
4256                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4257                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4258                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4259         },
4260         {
4261                 .name = "oom_control",
4262                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4263                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4264                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4265         },
4266         {
4267                 .name = "pressure_level",
4268         },
4269 #ifdef CONFIG_NUMA
4270         {
4271                 .name = "numa_stat",
4272                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4273         },
4274 #endif
4275         {
4276                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4277                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4278                 .write = mem_cgroup_write,
4279                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4280         },
4281         {
4282                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4283                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4284                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4285         },
4286         {
4287                 .name = "kmem.failcnt",
4288                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4289                 .write = mem_cgroup_reset,
4290                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4291         },
4292         {
4293                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4294                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4295                 .write = mem_cgroup_reset,
4296                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4297         },
4298 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4299         {
4300                 .name = "kmem.slabinfo",
4301                 .seq_start = memcg_slab_start,
4302                 .seq_next = memcg_slab_next,
4303                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4304                 .seq_show = memcg_slab_show,
4305         },
4306 #endif
4307         {
4308                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4309                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4310                 .write = mem_cgroup_write,
4311                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4312         },
4313         {
4314                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4315                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4316                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4317         },
4318         {
4319                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4320                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4321                 .write = mem_cgroup_reset,
4322                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4323         },
4324         {
4325                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4326                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4327                 .write = mem_cgroup_reset,
4328                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4329         },
4330         { },    /* terminate */
4331 };
4332
4333 /*
4334  * Private memory cgroup IDR
4335  *
4336  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4337  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4338  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4339  * memory-controlled cgroups to 64k.
4340  *
4341  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4342  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4343  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4344  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4345  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4346  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4347  *
4348  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4349  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4350  * when the CSS is offlined.
4351  *
4352  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4353  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4354  * those references are manageable from userspace.
4355  */
4356
4357 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4358
4359 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4360 {
4361         if (memcg->id.id > 0) {
4362                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4363                 memcg->id.id = 0;
4364         }
4365 }
4366
4367 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4368 {
4369         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4370 }
4371
4372 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4373 {
4374         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4375                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4376
4377                 /* Memcg ID pins CSS */
4378                 css_put(&memcg->css);
4379         }
4380 }
4381
4382 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4383 {
4384         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4385 }
4386
4387 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4388 {
4389         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4390 }
4391
4392 /**
4393  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4394  * @id: the memcg id to look up
4395  *
4396  * Caller must hold rcu_read_lock().
4397  */
4398 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4399 {
4400         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4401         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4402 }
4403
4404 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4405 {
4406         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4407         int tmp = node;
4408         /*
4409          * This routine is called against possible nodes.
4410          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4411          *
4412          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4413          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4414          *       function.
4415          */
4416         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4417                 tmp = -1;
4418         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4419         if (!pn)
4420                 return 1;
4421
4422         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4423         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4424                 kfree(pn);
4425                 return 1;
4426         }
4427
4428         lruvec_init(&pn->lruvec);
4429         pn->usage_in_excess = 0;
4430         pn->on_tree = false;
4431         pn->memcg = memcg;
4432
4433         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4434         return 0;
4435 }
4436
4437 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4438 {
4439         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4440
4441         if (!pn)
4442                 return;
4443
4444         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4445         kfree(pn);
4446 }
4447
4448 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4449 {
4450         int node;
4451
4452         for_each_node(node)
4453                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4454         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4455         kfree(memcg);
4456 }
4457
4458 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4459 {
4460         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4461         __mem_cgroup_free(memcg);
4462 }
4463
4464 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4465 {
4466         struct mem_cgroup *memcg;
4467         unsigned int size;
4468         int node;
4469
4470         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4471         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4472
4473         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4474         if (!memcg)
4475                 return NULL;
4476
4477         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4478                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4479                                  GFP_KERNEL);
4480         if (memcg->id.id < 0)
4481                 goto fail;
4482
4483         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4484         if (!memcg->vmstats_percpu)
4485                 goto fail;
4486
4487         for_each_node(node)
4488                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4489                         goto fail;
4490
4491         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4492                 goto fail;
4493
4494         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4495         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4496         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4497         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4498         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4499         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4500         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4501         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4502         memcg->socket_pressure = jiffies;
4503 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4504         memcg->kmemcg_id = -1;
4505 #endif
4506 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4507         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4508 #endif
4509         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4510         return memcg;
4511 fail:
4512         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4513         __mem_cgroup_free(memcg);
4514         return NULL;
4515 }
4516
4517 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4518 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4519 {
4520         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4521         struct mem_cgroup *memcg;
4522         long error = -ENOMEM;
4523
4524         memcg = mem_cgroup_alloc();
4525         if (!memcg)
4526                 return ERR_PTR(error);
4527
4528         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4529         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4530         if (parent) {
4531                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4532                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4533         }
4534         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4535                 memcg->use_hierarchy = true;
4536                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4537                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4538                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4539                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4540                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4541         } else {
4542                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4543                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4544                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4545                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4546                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4547                 /*
4548                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4549                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4550                  * unfortunate state in our controller.
4551                  */
4552                 if (parent != root_mem_cgroup)
4553                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4554         }
4555
4556         /* The following stuff does not apply to the root */
4557         if (!parent) {
4558                 root_mem_cgroup = memcg;
4559                 return &memcg->css;
4560         }
4561
4562         error = memcg_online_kmem(memcg);
4563         if (error)
4564                 goto fail;
4565
4566         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4567                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4568
4569         return &memcg->css;
4570 fail:
4571         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4572         mem_cgroup_free(memcg);
4573         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4574 }
4575
4576 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4577 {
4578         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4579
4580         /*
4581          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4582          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4583          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4584          */
4585         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4586                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4587                 return -ENOMEM;
4588         }
4589
4590         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4591         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4592         css_get(css);
4593         return 0;
4594 }
4595
4596 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4597 {
4598         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4599         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4600
4601         /*
4602          * Unregister events and notify userspace.
4603          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4604          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4605          */
4606         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4607         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4608                 list_del_init(&event->list);
4609                 schedule_work(&event->remove);
4610         }
4611         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4612
4613         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4614         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4615
4616         memcg_offline_kmem(memcg);
4617         wb_memcg_offline(memcg);
4618
4619         drain_all_stock(memcg);
4620
4621         mem_cgroup_id_put(memcg);
4622 }
4623
4624 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4625 {
4626         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4627
4628         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4629 }
4630
4631 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4632 {
4633         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4634
4635         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4636                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4637
4638         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4639                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4640
4641         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4642         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4643         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4644         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4645         memcg_free_kmem(memcg);
4646         mem_cgroup_free(memcg);
4647 }
4648
4649 /**
4650  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4651  * @css: the target css
4652  *
4653  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4654  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4655  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4656  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4657  * made visible again.
4658  *
4659  * The current implementation only resets the essential configurations.
4660  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4661  */
4662 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4663 {
4664         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4665
4666         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4667         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4668         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4669         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4670         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4671         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4672         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4673         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4674         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4675         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4676 }
4677
4678 #ifdef CONFIG_MMU
4679 /* Handlers for move charge at task migration. */
4680 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4681 {
4682         int ret;
4683
4684         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4685         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4686         if (!ret) {
4687                 mc.precharge += count;
4688                 return ret;
4689         }
4690
4691         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4692         while (count--) {
4693                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4694                 if (ret)
4695                         return ret;
4696                 mc.precharge++;
4697                 cond_resched();
4698         }
4699         return 0;
4700 }
4701
4702 union mc_target {
4703         struct page     *page;
4704         swp_entry_t     ent;
4705 };
4706
4707 enum mc_target_type {
4708         MC_TARGET_NONE = 0,
4709         MC_TARGET_PAGE,
4710         MC_TARGET_SWAP,
4711         MC_TARGET_DEVICE,
4712 };
4713
4714 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4715                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4716 {
4717         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4718
4719         if (!page || !page_mapped(page))
4720                 return NULL;
4721         if (PageAnon(page)) {
4722                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4723                         return NULL;
4724         } else {
4725                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4726                         return NULL;
4727         }
4728         if (!get_page_unless_zero(page))
4729                 return NULL;
4730
4731         return page;
4732 }
4733
4734 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4735 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4736                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4737 {
4738         struct page *page = NULL;
4739         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4740
4741         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4742                 return NULL;
4743
4744         /*
4745          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4746          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4747          * as special swap entry in the CPU page table.
4748          */
4749         if (is_device_private_entry(ent)) {
4750                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4751                 /*
4752                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4753                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4754                  */
4755                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4756                         return NULL;
4757                 return page;
4758         }
4759
4760         /*
4761          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4762          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4763          */
4764         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4765         if (do_memsw_account())
4766                 entry->val = ent.val;
4767
4768         return page;
4769 }
4770 #else
4771 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4772                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4773 {
4774         return NULL;
4775 }
4776 #endif
4777
4778 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4779                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4780 {
4781         struct page *page = NULL;
4782         struct address_space *mapping;
4783         pgoff_t pgoff;
4784
4785         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4786                 return NULL;
4787         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4788                 return NULL;
4789
4790         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4791         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4792
4793         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4794 #ifdef CONFIG_SWAP
4795         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4796         if (shmem_mapping(mapping)) {
4797                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4798                 if (xa_is_value(page)) {
4799                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4800                         if (do_memsw_account())
4801                                 *entry = swp;
4802                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4803                                              swp_offset(swp));
4804                 }
4805         } else
4806                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4807 #else
4808         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4809 #endif
4810         return page;
4811 }
4812
4813 /**
4814  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4815  * @page: the page
4816  * @compound: charge the page as compound or small page
4817  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4818  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4819  *
4820  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4821  *
4822  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4823  * from old cgroup.
4824  */
4825 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4826                                    bool compound,
4827                                    struct mem_cgroup *from,
4828                                    struct mem_cgroup *to)
4829 {
4830         unsigned long flags;
4831         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4832         int ret;
4833         bool anon;
4834
4835         VM_BUG_ON(from == to);
4836         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4837         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4838
4839         /*
4840          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4841          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4842          */
4843         ret = -EBUSY;
4844         if (!trylock_page(page))
4845                 goto out;
4846
4847         ret = -EINVAL;
4848         if (page->mem_cgroup != from)
4849                 goto out_unlock;
4850
4851         anon = PageAnon(page);
4852
4853         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4854
4855         if (!anon && page_mapped(page)) {
4856                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
4857                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
4858         }
4859
4860         /*
4861          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4862          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
4863          * So mapping should be stable for dirty pages.
4864          */
4865         if (!anon && PageDirty(page)) {
4866                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4867
4868                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4869                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
4870                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
4871                 }
4872         }
4873
4874         if (PageWriteback(page)) {
4875                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
4876                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
4877         }
4878
4879         /*
4880          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4881          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4882          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4883          */
4884
4885         /* caller should have done css_get */
4886         page->mem_cgroup = to;
4887         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4888
4889         ret = 0;
4890
4891         local_irq_disable();
4892         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4893         memcg_check_events(to, page);
4894         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4895         memcg_check_events(from, page);
4896         local_irq_enable();
4897 out_unlock:
4898         unlock_page(page);
4899 out:
4900         return ret;
4901 }
4902
4903 /**
4904  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4905  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4906  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4907  * @ptent: the pte to be checked
4908  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4909  *
4910  * Returns
4911  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4912  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4913  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4914  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4915  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4916  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4917  *     in target->ent.
4918  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
4919  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
4920  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
4921  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
4922  *     regular page.
4923  *
4924  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
4925  *
4926  * Called with pte lock held.
4927  */
4928
4929 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4930                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4931 {
4932         struct page *page = NULL;
4933         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4934         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4935
4936         if (pte_present(ptent))
4937                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4938         else if (is_swap_pte(ptent))
4939                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
4940         else if (pte_none(ptent))
4941                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4942
4943         if (!page && !ent.val)
4944                 return ret;
4945         if (page) {
4946                 /*
4947                  * Do only loose check w/o serialization.
4948                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4949                  * not under LRU exclusion.
4950                  */
4951                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4952                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4953                         if (is_device_private_page(page) ||
4954                             is_device_public_page(page))
4955                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
4956                         if (target)
4957                                 target->page = page;
4958                 }
4959                 if (!ret || !target)
4960                         put_page(page);
4961         }
4962         /*
4963          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
4964          * But we cannot move a tail-page in a THP.
4965          */
4966         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
4967             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4968                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4969                 if (target)
4970                         target->ent = ent;
4971         }
4972         return ret;
4973 }
4974
4975 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4976 /*
4977  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
4978  * not support them for now.
4979  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4980  */
4981 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4982                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4983 {
4984         struct page *page = NULL;
4985         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4986
4987         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
4988                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
4989                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
4990                 return ret;
4991         }
4992         page = pmd_page(pmd);
4993         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4994         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4995                 return ret;
4996         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4997                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4998                 if (target) {
4999                         get_page(page);
5000                         target->page = page;
5001                 }
5002         }
5003         return ret;
5004 }
5005 #else
5006 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5007                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5008 {
5009         return MC_TARGET_NONE;
5010 }
5011 #endif
5012
5013 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5014                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5015                                         struct mm_walk *walk)
5016 {
5017         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5018         pte_t *pte;
5019         spinlock_t *ptl;
5020
5021         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5022         if (ptl) {
5023                 /*
5024                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5025                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
5026                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
5027                  */
5028                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5029                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5030                 spin_unlock(ptl);
5031                 return 0;
5032         }
5033
5034         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5035                 return 0;
5036         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5037         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5038                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5039                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5040         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5041         cond_resched();
5042
5043         return 0;
5044 }
5045
5046 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5047 {
5048         unsigned long precharge;
5049
5050         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5051                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5052                 .mm = mm,
5053         };
5054         down_read(&mm->mmap_sem);
5055         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5056                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5057         up_read(&mm->mmap_sem);
5058
5059         precharge = mc.precharge;
5060         mc.precharge = 0;
5061
5062         return precharge;
5063 }
5064
5065 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5066 {
5067         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5068
5069         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5070         mc.moving_task = current;
5071         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5072 }
5073
5074 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5075 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5076 {
5077         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5078         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5079
5080         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5081         if (mc.precharge) {
5082                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5083                 mc.precharge = 0;
5084         }
5085         /*
5086          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5087          * we must uncharge here.
5088          */
5089         if (mc.moved_charge) {
5090                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5091                 mc.moved_charge = 0;
5092         }
5093         /* we must fixup refcnts and charges */
5094         if (mc.moved_swap) {
5095                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5096                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5097                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5098
5099                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5100
5101                 /*
5102                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5103                  * should uncharge to->memory.
5104                  */
5105                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5106                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5107
5108                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5109                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5110
5111                 mc.moved_swap = 0;
5112         }
5113         memcg_oom_recover(from);
5114         memcg_oom_recover(to);
5115         wake_up_all(&mc.waitq);
5116 }
5117
5118 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5119 {
5120         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5121
5122         /*
5123          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5124          * task migration.
5125          */
5126         mc.moving_task = NULL;
5127         __mem_cgroup_clear_mc();
5128         spin_lock(&mc.lock);
5129         mc.from = NULL;
5130         mc.to = NULL;
5131         mc.mm = NULL;
5132         spin_unlock(&mc.lock);
5133
5134         mmput(mm);
5135 }
5136
5137 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5138 {
5139         struct cgroup_subsys_state *css;
5140         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5141         struct mem_cgroup *from;
5142         struct task_struct *leader, *p;
5143         struct mm_struct *mm;
5144         unsigned long move_flags;
5145         int ret = 0;
5146
5147         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5148         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5149                 return 0;
5150
5151         /*
5152          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5153          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5154          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5155          * multiple.
5156          */
5157         p = NULL;
5158         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5159                 WARN_ON_ONCE(p);
5160                 p = leader;
5161                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5162         }
5163         if (!p)
5164                 return 0;
5165
5166         /*
5167          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5168          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5169          * So we need to save it, and keep it going.
5170          */
5171         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5172         if (!move_flags)
5173                 return 0;
5174
5175         from = mem_cgroup_from_task(p);
5176
5177         VM_BUG_ON(from == memcg);
5178
5179         mm = get_task_mm(p);
5180         if (!mm)
5181                 return 0;
5182         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5183         if (mm->owner == p) {
5184                 VM_BUG_ON(mc.from);
5185                 VM_BUG_ON(mc.to);
5186                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5187                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5188                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5189
5190                 spin_lock(&mc.lock);
5191                 mc.mm = mm;
5192                 mc.from = from;
5193                 mc.to = memcg;
5194                 mc.flags = move_flags;
5195                 spin_unlock(&mc.lock);
5196                 /* We set mc.moving_task later */
5197
5198                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5199                 if (ret)
5200                         mem_cgroup_clear_mc();
5201         } else {
5202                 mmput(mm);
5203         }
5204         return ret;
5205 }
5206
5207 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5208 {
5209         if (mc.to)
5210                 mem_cgroup_clear_mc();
5211 }
5212
5213 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5214                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5215                                 struct mm_walk *walk)
5216 {
5217         int ret = 0;
5218         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5219         pte_t *pte;
5220         spinlock_t *ptl;
5221         enum mc_target_type target_type;
5222         union mc_target target;
5223         struct page *page;
5224
5225         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5226         if (ptl) {
5227                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5228                         spin_unlock(ptl);
5229                         return 0;
5230                 }
5231                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5232                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5233                         page = target.page;
5234                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5235                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5236                                                              mc.from, mc.to)) {
5237                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5238                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5239                                 }
5240                                 putback_lru_page(page);
5241                         }
5242                         put_page(page);
5243                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5244                         page = target.page;
5245                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5246                                                      mc.from, mc.to)) {
5247                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5248                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5249                         }
5250                         put_page(page);
5251                 }
5252                 spin_unlock(ptl);
5253                 return 0;
5254         }
5255
5256         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5257                 return 0;
5258 retry:
5259         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5260         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5261                 pte_t ptent = *(pte++);
5262                 bool device = false;
5263                 swp_entry_t ent;
5264
5265                 if (!mc.precharge)
5266                         break;
5267
5268                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5269                 case MC_TARGET_DEVICE:
5270                         device = true;
5271                         /* fall through */
5272                 case MC_TARGET_PAGE:
5273                         page = target.page;
5274                         /*
5275                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5276                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5277                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5278                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5279                          */
5280                         if (PageTransCompound(page))
5281                                 goto put;
5282                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5283                                 goto put;
5284                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5285                                                 mc.from, mc.to)) {
5286                                 mc.precharge--;
5287                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5288                                 mc.moved_charge++;
5289                         }
5290                         if (!device)
5291                                 putback_lru_page(page);
5292 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5293                         put_page(page);
5294                         break;
5295                 case MC_TARGET_SWAP:
5296                         ent = target.ent;
5297                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5298                                 mc.precharge--;
5299                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5300                                 mc.moved_swap++;
5301                         }
5302                         break;
5303                 default:
5304                         break;
5305                 }
5306         }
5307         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5308         cond_resched();
5309
5310         if (addr != end) {
5311                 /*
5312                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5313                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5314                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5315                  * phase.
5316                  */
5317                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5318                 if (!ret)
5319                         goto retry;
5320         }
5321
5322         return ret;
5323 }
5324
5325 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5326 {
5327         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5328                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5329                 .mm = mc.mm,
5330         };
5331
5332         lru_add_drain_all();
5333         /*
5334          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5335          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5336          * for already started RCU-only updates to finish.
5337          */
5338         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5339         synchronize_rcu();
5340 retry:
5341         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5342                 /*
5343                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5344                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5345                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5346                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5347                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5348                  */
5349                 __mem_cgroup_clear_mc();
5350                 cond_resched();
5351                 goto retry;
5352         }
5353         /*
5354          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5355          * additional charge, the page walk just aborts.
5356          */
5357         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5358
5359         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5360         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5361 }
5362
5363 static void mem_cgroup_move_task(void)
5364 {
5365         if (mc.to) {
5366                 mem_cgroup_move_charge();
5367                 mem_cgroup_clear_mc();
5368         }
5369 }
5370 #else   /* !CONFIG_MMU */
5371 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5372 {
5373         return 0;
5374 }
5375 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5376 {
5377 }
5378 static void mem_cgroup_move_task(void)
5379 {
5380 }
5381 #endif
5382
5383 /*
5384  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5385  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5386  * attempt.
5387  */
5388 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5389 {
5390         /*
5391          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5392          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5393          * on for the root memcg is enough.
5394          */
5395         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5396                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5397         else
5398                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5399 }
5400
5401 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5402 {
5403         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5404                 seq_puts(m, "max\n");
5405         else
5406                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5407
5408         return 0;
5409 }
5410
5411 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5412                                struct cftype *cft)
5413 {
5414         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5415
5416         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5417 }
5418
5419 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5420 {
5421         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5422                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5423 }
5424
5425 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5426                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5427 {
5428         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5429         unsigned long min;
5430         int err;
5431
5432         buf = strstrip(buf);
5433         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5434         if (err)
5435                 return err;
5436
5437         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5438
5439         return nbytes;
5440 }
5441
5442 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5443 {
5444         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5445                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5446 }
5447
5448 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5449                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5450 {
5451         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5452         unsigned long low;
5453         int err;
5454
5455         buf = strstrip(buf);
5456         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5457         if (err)
5458                 return err;
5459
5460         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5461
5462         return nbytes;
5463 }
5464
5465 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5466 {
5467         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5468 }
5469
5470 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5471                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5472 {
5473         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5474         unsigned long nr_pages;
5475         unsigned long high;
5476         int err;
5477
5478         buf = strstrip(buf);
5479         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5480         if (err)
5481                 return err;
5482
5483         memcg->high = high;
5484
5485         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5486         if (nr_pages > high)
5487                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5488                                              GFP_KERNEL, true);
5489
5490         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5491         return nbytes;
5492 }
5493
5494 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5495 {
5496         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5497                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5498 }
5499
5500 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5501                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5502 {
5503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5504         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5505         bool drained = false;
5506         unsigned long max;
5507         int err;
5508
5509         buf = strstrip(buf);
5510         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5511         if (err)
5512                 return err;
5513
5514         xchg(&memcg->memory.max, max);
5515
5516         for (;;) {
5517                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5518
5519                 if (nr_pages <= max)
5520                         break;
5521
5522                 if (signal_pending(current)) {
5523                         err = -EINTR;
5524                         break;
5525                 }
5526
5527                 if (!drained) {
5528                         drain_all_stock(memcg);
5529                         drained = true;
5530                         continue;
5531                 }
5532
5533                 if (nr_reclaims) {
5534                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5535                                                           GFP_KERNEL, true))
5536                                 nr_reclaims--;
5537                         continue;
5538                 }
5539
5540                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5541                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5542                         break;
5543         }
5544
5545         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5546         return nbytes;
5547 }
5548
5549 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5550 {
5551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5552
5553         seq_printf(m, "low %lu\n",
5554                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_LOW]));
5555         seq_printf(m, "high %lu\n",
5556                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_HIGH]));
5557         seq_printf(m, "max %lu\n",
5558                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_MAX]));
5559         seq_printf(m, "oom %lu\n",
5560                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM]));
5561         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5562                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
5563
5564         return 0;
5565 }
5566
5567 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5568 {
5569         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5570         struct accumulated_vmstats acc;
5571         int i;
5572
5573         /*
5574          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5575          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5576          *
5577          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5578          * 1) generic big picture -> specifics and details
5579          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5580          *
5581          * Current memory state:
5582          */
5583
5584         memset(&acc, 0, sizeof(acc));
5585         acc.vmstats_size = MEMCG_NR_STAT;
5586         acc.vmevents_size = NR_VM_EVENT_ITEMS;
5587         accumulate_vmstats(memcg, &acc);
5588
5589         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5590                    (u64)acc.vmstats[MEMCG_RSS] * PAGE_SIZE);
5591         seq_printf(m, "file %llu\n",
5592                    (u64)acc.vmstats[MEMCG_CACHE] * PAGE_SIZE);
5593         seq_printf(m, "kernel_stack %llu\n",
5594                    (u64)acc.vmstats[MEMCG_KERNEL_STACK_KB] * 1024);
5595         seq_printf(m, "slab %llu\n",
5596                    (u64)(acc.vmstats[NR_SLAB_RECLAIMABLE] +
5597                          acc.vmstats[NR_SLAB_UNRECLAIMABLE]) * PAGE_SIZE);
5598         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5599                    (u64)acc.vmstats[MEMCG_SOCK] * PAGE_SIZE);
5600
5601         seq_printf(m, "shmem %llu\n",
5602                    (u64)acc.vmstats[NR_SHMEM] * PAGE_SIZE);
5603         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5604                    (u64)acc.vmstats[NR_FILE_MAPPED] * PAGE_SIZE);
5605         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5606                    (u64)acc.vmstats[NR_FILE_DIRTY] * PAGE_SIZE);
5607         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5608                    (u64)acc.vmstats[NR_WRITEBACK] * PAGE_SIZE);
5609
5610         /*
5611          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
5612          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
5613          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
5614          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
5615          */
5616         seq_printf(m, "anon_thp %llu\n",
5617                    (u64)acc.vmstats[MEMCG_RSS_HUGE] * PAGE_SIZE);
5618
5619         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
5620                 seq_printf(m, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
5621                            (u64)acc.lru_pages[i] * PAGE_SIZE);
5622
5623         seq_printf(m, "slab_reclaimable %llu\n",
5624                    (u64)acc.vmstats[NR_SLAB_RECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5625         seq_printf(m, "slab_unreclaimable %llu\n",
5626                    (u64)acc.vmstats[NR_SLAB_UNRECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5627
5628         /* Accumulated memory events */
5629
5630         seq_printf(m, "pgfault %lu\n", acc.vmevents[PGFAULT]);
5631         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n", acc.vmevents[PGMAJFAULT]);
5632
5633         seq_printf(m, "workingset_refault %lu\n",
5634                    acc.vmstats[WORKINGSET_REFAULT]);
5635         seq_printf(m, "workingset_activate %lu\n",
5636                    acc.vmstats[WORKINGSET_ACTIVATE]);
5637         seq_printf(m, "workingset_nodereclaim %lu\n",
5638                    acc.vmstats[WORKINGSET_NODERECLAIM]);
5639
5640         seq_printf(m, "pgrefill %lu\n", acc.vmevents[PGREFILL]);
5641         seq_printf(m, "pgscan %lu\n", acc.vmevents[PGSCAN_KSWAPD] +
5642                    acc.vmevents[PGSCAN_DIRECT]);
5643         seq_printf(m, "pgsteal %lu\n", acc.vmevents[PGSTEAL_KSWAPD] +
5644                    acc.vmevents[PGSTEAL_DIRECT]);
5645         seq_printf(m, "pgactivate %lu\n", acc.vmevents[PGACTIVATE]);
5646         seq_printf(m, "pgdeactivate %lu\n", acc.vmevents[PGDEACTIVATE]);
5647         seq_printf(m, "pglazyfree %lu\n", acc.vmevents[PGLAZYFREE]);
5648         seq_printf(m, "pglazyfreed %lu\n", acc.vmevents[PGLAZYFREED]);
5649
5650 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5651         seq_printf(m, "thp_fault_alloc %lu\n", acc.vmevents[THP_FAULT_ALLOC]);
5652         seq_printf(m, "thp_collapse_alloc %lu\n",
5653                    acc.vmevents[THP_COLLAPSE_ALLOC]);
5654 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
5655
5656         return 0;
5657 }
5658
5659 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5660 {
5661         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5662
5663         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5664
5665         return 0;
5666 }
5667
5668 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5669                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5670 {
5671         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5672         int ret, oom_group;
5673
5674         buf = strstrip(buf);
5675         if (!buf)
5676                 return -EINVAL;
5677
5678         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5679         if (ret)
5680                 return ret;
5681
5682         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5683                 return -EINVAL;
5684
5685         memcg->oom_group = oom_group;
5686
5687         return nbytes;
5688 }
5689
5690 static struct cftype memory_files[] = {
5691         {
5692                 .name = "current",
5693                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5694                 .read_u64 = memory_current_read,
5695         },
5696         {
5697                 .name = "min",
5698                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5699                 .seq_show = memory_min_show,
5700                 .write = memory_min_write,
5701         },
5702         {
5703                 .name = "low",
5704                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5705                 .seq_show = memory_low_show,
5706                 .write = memory_low_write,
5707         },
5708         {
5709                 .name = "high",
5710                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5711                 .seq_show = memory_high_show,
5712                 .write = memory_high_write,
5713         },
5714         {
5715                 .name = "max",
5716                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5717                 .seq_show = memory_max_show,
5718                 .write = memory_max_write,
5719         },
5720         {
5721                 .name = "events",
5722                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5723                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5724                 .seq_show = memory_events_show,
5725         },
5726         {
5727                 .name = "stat",
5728                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5729                 .seq_show = memory_stat_show,
5730         },
5731         {
5732                 .name = "oom.group",
5733                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5734                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5735                 .write = memory_oom_group_write,
5736         },
5737         { }     /* terminate */
5738 };
5739
5740 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5741         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5742         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5743         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5744         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5745         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5746         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5747         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5748         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5749         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5750         .bind = mem_cgroup_bind,
5751         .dfl_cftypes = memory_files,
5752         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5753         .early_init = 0,
5754 };
5755
5756 /**
5757  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5758  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5759  * @memcg: the memory cgroup to check
5760  *
5761  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5762  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5763  *
5764  * Returns one of the following:
5765  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5766  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5767  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5768  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5769  *
5770  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5771  *
5772  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5773  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5774  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5775  *
5776  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5777  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5778  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5779  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5780  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5781  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5782  * protected memory.
5783  *
5784  *                                             low_usage
5785  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5786  *                                        siblings_low_usage
5787  *
5788  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5789  * low_usage = |
5790  *             | 0, otherwise.
5791  *
5792  *
5793  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5794  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5795  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5796  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5797  * distribution.
5798  *
5799  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5800  *
5801  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5802  *    //\\
5803  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5804  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5805  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5806  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5807  *
5808  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5809  * is expected (approximately):
5810  *
5811  *     A/memory.current = 2G
5812  *
5813  *     B/memory.current = 1.3G
5814  *     C/memory.current = 0.6G
5815  *     D/memory.current = 0
5816  *     E/memory.current = 0
5817  *
5818  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5819  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5820  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5821  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5822  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5823  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5824  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5825  */
5826 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5827                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5828 {
5829         struct mem_cgroup *parent;
5830         unsigned long emin, parent_emin;
5831         unsigned long elow, parent_elow;
5832         unsigned long usage;
5833
5834         if (mem_cgroup_disabled())
5835                 return MEMCG_PROT_NONE;
5836
5837         if (!root)
5838                 root = root_mem_cgroup;
5839         if (memcg == root)
5840                 return MEMCG_PROT_NONE;
5841
5842         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5843         if (!usage)
5844                 return MEMCG_PROT_NONE;
5845
5846         emin = memcg->memory.min;
5847         elow = memcg->memory.low;
5848
5849         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5850         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
5851         if (!parent)
5852                 return MEMCG_PROT_NONE;
5853
5854         if (parent == root)
5855                 goto exit;
5856
5857         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
5858         emin = min(emin, parent_emin);
5859         if (emin && parent_emin) {
5860                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
5861
5862                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
5863                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
5864                         &parent->memory.children_min_usage);
5865
5866                 if (min_usage && siblings_min_usage)
5867                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
5868                                    siblings_min_usage);
5869         }
5870
5871         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
5872         elow = min(elow, parent_elow);
5873         if (elow && parent_elow) {
5874                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
5875
5876                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
5877                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
5878                         &parent->memory.children_low_usage);
5879
5880                 if (low_usage && siblings_low_usage)
5881                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
5882                                    siblings_low_usage);
5883         }
5884
5885 exit:
5886         memcg->memory.emin = emin;
5887         memcg->memory.elow = elow;
5888
5889         if (usage <= emin)
5890                 return MEMCG_PROT_MIN;
5891         else if (usage <= elow)
5892                 return MEMCG_PROT_LOW;
5893         else
5894                 return MEMCG_PROT_NONE;
5895 }
5896
5897 /**
5898  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5899  * @page: page to charge
5900  * @mm: mm context of the victim
5901  * @gfp_mask: reclaim mode
5902  * @memcgp: charged memcg return
5903  * @compound: charge the page as compound or small page
5904  *
5905  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5906  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5907  *
5908  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5909  * Otherwise, an error code is returned.
5910  *
5911  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5912  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5913  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5914  */
5915 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5916                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5917                           bool compound)
5918 {
5919         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5920         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5921         int ret = 0;
5922
5923         if (mem_cgroup_disabled())
5924                 goto out;
5925
5926         if (PageSwapCache(page)) {
5927                 /*
5928                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5929                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5930                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5931                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5932                  * in turn serializes uncharging.
5933                  */
5934                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5935                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
5936                         goto out;
5937
5938                 if (do_swap_account) {
5939                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5940                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5941
5942                         rcu_read_lock();
5943                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5944                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5945                                 memcg = NULL;
5946                         rcu_read_unlock();
5947                 }
5948         }
5949
5950         if (!memcg)
5951                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5952
5953         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5954
5955         css_put(&memcg->css);
5956 out:
5957         *memcgp = memcg;
5958         return ret;
5959 }
5960
5961 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5962                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5963                           bool compound)
5964 {
5965         struct mem_cgroup *memcg;
5966         int ret;
5967
5968         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
5969         memcg = *memcgp;
5970         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
5971         return ret;
5972 }
5973
5974 /**
5975  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5976  * @page: page to charge
5977  * @memcg: memcg to charge the page to
5978  * @lrucare: page might be on LRU already
5979  * @compound: charge the page as compound or small page
5980  *
5981  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5982  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5983  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5984  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5985  *
5986  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5987  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5988  *
5989  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5990  */
5991 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5992                               bool lrucare, bool compound)
5993 {
5994         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5995
5996         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5997         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5998
5999         if (mem_cgroup_disabled())
6000                 return;
6001         /*
6002          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6003          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6004          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6005          */
6006         if (!memcg)
6007                 return;
6008
6009         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6010
6011         local_irq_disable();
6012         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6013         memcg_check_events(memcg, page);
6014         local_irq_enable();
6015
6016         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6017                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6018                 /*
6019                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6020                  * let's not wait for it.  The page already received a
6021                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6022                  */
6023                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6024         }
6025 }
6026
6027 /**
6028  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6029  * @page: page to charge
6030  * @memcg: memcg to charge the page to
6031  * @compound: charge the page as compound or small page
6032  *
6033  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6034  */
6035 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6036                 bool compound)
6037 {
6038         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6039
6040         if (mem_cgroup_disabled())
6041                 return;
6042         /*
6043          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6044          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6045          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6046          */
6047         if (!memcg)
6048                 return;
6049
6050         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6051 }
6052
6053 struct uncharge_gather {
6054         struct mem_cgroup *memcg;
6055         unsigned long pgpgout;
6056         unsigned long nr_anon;
6057         unsigned long nr_file;
6058         unsigned long nr_kmem;
6059         unsigned long nr_huge;
6060         unsigned long nr_shmem;
6061         struct page *dummy_page;
6062 };
6063
6064 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6065 {
6066         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6067 }
6068
6069 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6070 {
6071         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6072         unsigned long flags;
6073
6074         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6075                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6076                 if (do_memsw_account())
6077                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6078                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6079                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6080                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6081         }
6082
6083         local_irq_save(flags);
6084         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6085         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6086         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6087         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6088         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6089         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6090         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6091         local_irq_restore(flags);
6092
6093         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6094                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6095 }
6096
6097 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6098 {
6099         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6100         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6101                         !PageHWPoison(page) , page);
6102
6103         if (!page->mem_cgroup)
6104                 return;
6105
6106         /*
6107          * Nobody should be changing or seriously looking at
6108          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6109          * exclusive access to the page.
6110          */
6111
6112         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6113                 if (ug->memcg) {
6114                         uncharge_batch(ug);
6115                         uncharge_gather_clear(ug);
6116                 }
6117                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6118         }
6119
6120         if (!PageKmemcg(page)) {
6121                 unsigned int nr_pages = 1;
6122
6123                 if (PageTransHuge(page)) {
6124                         nr_pages <<= compound_order(page);
6125                         ug->nr_huge += nr_pages;
6126                 }
6127                 if (PageAnon(page))
6128                         ug->nr_anon += nr_pages;
6129                 else {
6130                         ug->nr_file += nr_pages;
6131                         if (PageSwapBacked(page))
6132                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6133                 }
6134                 ug->pgpgout++;
6135         } else {
6136                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6137                 __ClearPageKmemcg(page);
6138         }
6139
6140         ug->dummy_page = page;
6141         page->mem_cgroup = NULL;
6142 }
6143
6144 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6145 {
6146         struct uncharge_gather ug;
6147         struct list_head *next;
6148
6149         uncharge_gather_clear(&ug);
6150
6151         /*
6152          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6153          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6154          */
6155         next = page_list->next;
6156         do {
6157                 struct page *page;
6158
6159                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6160                 next = page->lru.next;
6161
6162                 uncharge_page(page, &ug);
6163         } while (next != page_list);
6164
6165         if (ug.memcg)
6166                 uncharge_batch(&ug);
6167 }
6168
6169 /**
6170  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6171  * @page: page to uncharge
6172  *
6173  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6174  * mem_cgroup_commit_charge().
6175  */
6176 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6177 {
6178         struct uncharge_gather ug;
6179
6180         if (mem_cgroup_disabled())
6181                 return;
6182
6183         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6184         if (!page->mem_cgroup)
6185                 return;
6186
6187         uncharge_gather_clear(&ug);
6188         uncharge_page(page, &ug);
6189         uncharge_batch(&ug);
6190 }
6191
6192 /**
6193  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6194  * @page_list: list of pages to uncharge
6195  *
6196  * Uncharge a list of pages previously charged with
6197  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6198  */
6199 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6200 {
6201         if (mem_cgroup_disabled())
6202                 return;
6203
6204         if (!list_empty(page_list))
6205                 uncharge_list(page_list);
6206 }
6207
6208 /**
6209  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6210  * @oldpage: currently circulating page
6211  * @newpage: replacement page
6212  *
6213  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6214  * be uncharged upon free.
6215  *
6216  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6217  */
6218 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6219 {
6220         struct mem_cgroup *memcg;
6221         unsigned int nr_pages;
6222         bool compound;
6223         unsigned long flags;
6224
6225         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6226         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6227         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6228         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6229                        newpage);
6230
6231         if (mem_cgroup_disabled())
6232                 return;
6233
6234         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6235         if (newpage->mem_cgroup)
6236                 return;
6237
6238         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6239         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6240         if (!memcg)
6241                 return;
6242
6243         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6244         compound = PageTransHuge(newpage);
6245         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6246
6247         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6248         if (do_memsw_account())
6249                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6250         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6251
6252         commit_charge(newpage, memcg, false);
6253
6254         local_irq_save(flags);
6255         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6256         memcg_check_events(memcg, newpage);
6257         local_irq_restore(flags);
6258 }
6259
6260 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6261 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6262
6263 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6264 {
6265         struct mem_cgroup *memcg;
6266
6267         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6268                 return;
6269
6270         /*
6271          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6272          * filled. It won't however, necessarily happen from
6273          * process context. So the test for root memcg given
6274          * the current task's memcg won't help us in this case.
6275          *
6276          * Respecting the original socket's memcg is a better
6277          * decision in this case.
6278          */
6279         if (sk->sk_memcg) {
6280                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6281                 return;
6282         }
6283
6284         rcu_read_lock();
6285         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6286         if (memcg == root_mem_cgroup)
6287                 goto out;
6288         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6289                 goto out;
6290         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6291                 sk->sk_memcg = memcg;
6292 out:
6293         rcu_read_unlock();
6294 }
6295
6296 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6297 {
6298         if (sk->sk_memcg)
6299                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6300 }
6301
6302 /**
6303  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6304  * @memcg: memcg to charge
6305  * @nr_pages: number of pages to charge
6306  *
6307  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6308  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6309  */
6310 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6311 {
6312         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6313
6314         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6315                 struct page_counter *fail;
6316
6317                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6318                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6319                         return true;
6320                 }
6321                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6322                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6323                 return false;
6324         }
6325
6326         /* Don't block in the packet receive path */
6327         if (in_softirq())
6328                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6329
6330         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6331
6332         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6333                 return true;
6334
6335         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6336         return false;
6337 }
6338
6339 /**
6340  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6341  * @memcg: memcg to uncharge
6342  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6343  */
6344 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6345 {
6346         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6347                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6348                 return;
6349         }
6350
6351         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6352
6353         refill_stock(memcg, nr_pages);
6354 }
6355
6356 static int __init cgroup_memory(char *s)
6357 {
6358         char *token;
6359
6360         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6361                 if (!*token)
6362                         continue;
6363                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6364                         cgroup_memory_nosocket = true;
6365                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6366                         cgroup_memory_nokmem = true;
6367         }
6368         return 0;
6369 }
6370 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6371
6372 /*
6373  * subsys_initcall() for memory controller.
6374  *
6375  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6376  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6377  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6378  * should be initialized from here.
6379  */
6380 static int __init mem_cgroup_init(void)
6381 {
6382         int cpu, node;
6383
6384 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6385         /*
6386          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6387          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6388          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6389          * destroyed simultaneously.
6390          */
6391         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6392         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6393 #endif
6394
6395         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6396                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6397
6398         for_each_possible_cpu(cpu)
6399                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6400                           drain_local_stock);
6401
6402         for_each_node(node) {
6403                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6404
6405                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6406                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6407
6408                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6409                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6410                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6411                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6412         }
6413
6414         return 0;
6415 }
6416 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6417
6418 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6419 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6420 {
6421         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6422                 /*
6423                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6424                  * always be >= 1.
6425                  */
6426                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6427                         VM_BUG_ON(1);
6428                         break;
6429                 }
6430                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6431                 if (!memcg)
6432                         memcg = root_mem_cgroup;
6433         }
6434         return memcg;
6435 }
6436
6437 /**
6438  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6439  * @page: page whose memsw charge to transfer
6440  * @entry: swap entry to move the charge to
6441  *
6442  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6443  */
6444 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6445 {
6446         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6447         unsigned int nr_entries;
6448         unsigned short oldid;
6449
6450         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6451         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6452
6453         if (!do_memsw_account())
6454                 return;
6455
6456         memcg = page->mem_cgroup;
6457
6458         /* Readahead page, never charged */
6459         if (!memcg)
6460                 return;
6461
6462         /*
6463          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6464          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6465          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6466          */
6467         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6468         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6469         /* Get references for the tail pages, too */
6470         if (nr_entries > 1)
6471                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6472         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6473                                    nr_entries);
6474         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6475         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6476
6477         page->mem_cgroup = NULL;
6478
6479         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6480                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6481
6482         if (memcg != swap_memcg) {
6483                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6484                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6485                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6486         }
6487
6488         /*
6489          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6490          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6491          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6492          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6493          */
6494         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6495         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6496                                      -nr_entries);
6497         memcg_check_events(memcg, page);
6498
6499         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6500                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6501 }
6502
6503 /**
6504  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6505  * @page: page being added to swap
6506  * @entry: swap entry to charge
6507  *
6508  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6509  *
6510  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6511  */
6512 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6513 {
6514         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6515         struct page_counter *counter;
6516         struct mem_cgroup *memcg;
6517         unsigned short oldid;
6518
6519         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6520                 return 0;
6521
6522         memcg = page->mem_cgroup;
6523
6524         /* Readahead page, never charged */
6525         if (!memcg)
6526                 return 0;
6527
6528         if (!entry.val) {
6529                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6530                 return 0;
6531         }
6532
6533         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6534
6535         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6536             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6537                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6538                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6539                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6540                 return -ENOMEM;
6541         }
6542
6543         /* Get references for the tail pages, too */
6544         if (nr_pages > 1)
6545                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6546         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6547         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6548         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6549
6550         return 0;
6551 }
6552
6553 /**
6554  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6555  * @entry: swap entry to uncharge
6556  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6557  */
6558 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6559 {
6560         struct mem_cgroup *memcg;
6561         unsigned short id;
6562
6563         if (!do_swap_account)
6564                 return;
6565
6566         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6567         rcu_read_lock();
6568         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6569         if (memcg) {
6570                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6571                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6572                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6573                         else
6574                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6575                 }
6576                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6577                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6578         }
6579         rcu_read_unlock();
6580 }
6581
6582 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6583 {
6584         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6585
6586         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6587                 return nr_swap_pages;
6588         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6589                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6590                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6591                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6592         return nr_swap_pages;
6593 }
6594
6595 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6596 {
6597         struct mem_cgroup *memcg;
6598
6599         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6600
6601         if (vm_swap_full())
6602                 return true;
6603         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6604                 return false;
6605
6606         memcg = page->mem_cgroup;
6607         if (!memcg)
6608                 return false;
6609
6610         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6611                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6612                         return true;
6613
6614         return false;
6615 }
6616
6617 /* for remember boot option*/
6618 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6619 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6620 #else
6621 static int really_do_swap_account __initdata;
6622 #endif
6623
6624 static int __init enable_swap_account(char *s)
6625 {
6626         if (!strcmp(s, "1"))
6627                 really_do_swap_account = 1;
6628         else if (!strcmp(s, "0"))
6629                 really_do_swap_account = 0;
6630         return 1;
6631 }
6632 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6633
6634 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6635                              struct cftype *cft)
6636 {
6637         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6638
6639         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6640 }
6641
6642 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6643 {
6644         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6645                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6646 }
6647
6648 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6649                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6650 {
6651         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6652         unsigned long max;
6653         int err;
6654
6655         buf = strstrip(buf);
6656         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6657         if (err)
6658                 return err;
6659
6660         xchg(&memcg->swap.max, max);
6661
6662         return nbytes;
6663 }
6664
6665 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6666 {
6667         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6668
6669         seq_printf(m, "max %lu\n",
6670                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6671         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6672                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6673
6674         return 0;
6675 }
6676
6677 static struct cftype swap_files[] = {
6678         {
6679                 .name = "swap.current",
6680                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6681                 .read_u64 = swap_current_read,
6682         },
6683         {
6684                 .name = "swap.max",
6685                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6686                 .seq_show = swap_max_show,
6687                 .write = swap_max_write,
6688         },
6689         {
6690                 .name = "swap.events",
6691                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6692                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6693                 .seq_show = swap_events_show,
6694         },
6695         { }     /* terminate */
6696 };
6697
6698 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6699         {
6700                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6701                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6702                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6703         },
6704         {
6705                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6706                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6707                 .write = mem_cgroup_reset,
6708                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6709         },
6710         {
6711                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6712                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6713                 .write = mem_cgroup_write,
6714                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6715         },
6716         {
6717                 .name = "memsw.failcnt",
6718                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6719                 .write = mem_cgroup_reset,
6720                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6721         },
6722         { },    /* terminate */
6723 };
6724
6725 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6726 {
6727         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6728                 do_swap_account = 1;
6729                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6730                                                swap_files));
6731                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6732                                                   memsw_cgroup_files));
6733         }
6734         return 0;
6735 }
6736 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6737
6738 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */