ab3497ba0e3584419b5a676eaea1210d3c124708
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
77
78 /* Socket memory accounting disabled? */
79 static bool cgroup_memory_nosocket;
80
81 /* Kernel memory accounting disabled? */
82 static bool cgroup_memory_nokmem;
83
84 /* Whether the swap controller is active */
85 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
86 int do_swap_account __read_mostly;
87 #else
88 #define do_swap_account         0
89 #endif
90
91 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
92 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
102 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
103
104 /*
105  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
106  * their hierarchy representation
107  */
108
109 struct mem_cgroup_tree_per_node {
110         struct rb_root rb_root;
111         struct rb_node *rb_rightmost;
112         spinlock_t lock;
113 };
114
115 struct mem_cgroup_tree {
116         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
117 };
118
119 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
120
121 /* for OOM */
122 struct mem_cgroup_eventfd_list {
123         struct list_head list;
124         struct eventfd_ctx *eventfd;
125 };
126
127 /*
128  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
129  */
130 struct mem_cgroup_event {
131         /*
132          * memcg which the event belongs to.
133          */
134         struct mem_cgroup *memcg;
135         /*
136          * eventfd to signal userspace about the event.
137          */
138         struct eventfd_ctx *eventfd;
139         /*
140          * Each of these stored in a list by the cgroup.
141          */
142         struct list_head list;
143         /*
144          * register_event() callback will be used to add new userspace
145          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
146          * on eventfd to send notification to userspace.
147          */
148         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
149                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
150         /*
151          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
152          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
153          * if you want provide notification functionality.
154          */
155         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
156                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
157         /*
158          * All fields below needed to unregister event when
159          * userspace closes eventfd.
160          */
161         poll_table pt;
162         wait_queue_head_t *wqh;
163         wait_queue_entry_t wait;
164         struct work_struct remove;
165 };
166
167 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
168 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
169
170 /* Stuffs for move charges at task migration. */
171 /*
172  * Types of charges to be moved.
173  */
174 #define MOVE_ANON       0x1U
175 #define MOVE_FILE       0x2U
176 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
177
178 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
179 static struct move_charge_struct {
180         spinlock_t        lock; /* for from, to */
181         struct mm_struct  *mm;
182         struct mem_cgroup *from;
183         struct mem_cgroup *to;
184         unsigned long flags;
185         unsigned long precharge;
186         unsigned long moved_charge;
187         unsigned long moved_swap;
188         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
189         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
190 } mc = {
191         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
192         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
193 };
194
195 /*
196  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
197  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
198  */
199 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
200 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
201
202 enum charge_type {
203         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
204         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
205         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
206         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
207         NR_CHARGE_TYPE,
208 };
209
210 /* for encoding cft->private value on file */
211 enum res_type {
212         _MEM,
213         _MEMSWAP,
214         _OOM_TYPE,
215         _KMEM,
216         _TCP,
217 };
218
219 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
220 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
221 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
222 /* Used for OOM nofiier */
223 #define OOM_CONTROL             (0)
224
225 /*
226  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
227  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
228  * be used for reference counting.
229  */
230 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
231         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
232              iter != NULL;                              \
233              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
234
235 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
236         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
237              iter != NULL;                              \
238              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
239
240 static inline bool should_force_charge(void)
241 {
242         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
243                 (current->flags & PF_EXITING);
244 }
245
246 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
247 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
248 {
249         if (!memcg)
250                 memcg = root_mem_cgroup;
251         return &memcg->vmpressure;
252 }
253
254 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
255 {
256         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
257 }
258
259 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
260 /*
261  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
262  * The main reason for not using cgroup id for this:
263  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
264  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
265  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
266  *  200 entry array for that.
267  *
268  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
269  * will double each time we have to increase it.
270  */
271 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
272 int memcg_nr_cache_ids;
273
274 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
275 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
276
277 void memcg_get_cache_ids(void)
278 {
279         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
280 }
281
282 void memcg_put_cache_ids(void)
283 {
284         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
285 }
286
287 /*
288  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
289  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
290  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
291  * tunable, but that is strictly not necessary.
292  *
293  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
294  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
295  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
296  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
297  * increase ours as well if it increases.
298  */
299 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
300 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
301
302 /*
303  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
304  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
305  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
306  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
307  */
308 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
309 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
310
311 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
312 #endif
313
314 static int memcg_shrinker_map_size;
315 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
316
317 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
318 {
319         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
320 }
321
322 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
323                                          int size, int old_size)
324 {
325         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
326         int nid;
327
328         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
329
330         for_each_node(nid) {
331                 old = rcu_dereference_protected(
332                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
333                 /* Not yet online memcg */
334                 if (!old)
335                         return 0;
336
337                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
338                 if (!new)
339                         return -ENOMEM;
340
341                 /* Set all old bits, clear all new bits */
342                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
343                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
344
345                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
346                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
347         }
348
349         return 0;
350 }
351
352 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
353 {
354         struct mem_cgroup_per_node *pn;
355         struct memcg_shrinker_map *map;
356         int nid;
357
358         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
359                 return;
360
361         for_each_node(nid) {
362                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
363                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
364                 if (map)
365                         kvfree(map);
366                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
367         }
368 }
369
370 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
371 {
372         struct memcg_shrinker_map *map;
373         int nid, size, ret = 0;
374
375         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
376                 return 0;
377
378         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
379         size = memcg_shrinker_map_size;
380         for_each_node(nid) {
381                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
382                 if (!map) {
383                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
384                         ret = -ENOMEM;
385                         break;
386                 }
387                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
388         }
389         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
390
391         return ret;
392 }
393
394 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
395 {
396         int size, old_size, ret = 0;
397         struct mem_cgroup *memcg;
398
399         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
400         old_size = memcg_shrinker_map_size;
401         if (size <= old_size)
402                 return 0;
403
404         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
405         if (!root_mem_cgroup)
406                 goto unlock;
407
408         for_each_mem_cgroup(memcg) {
409                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
410                         continue;
411                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
412                 if (ret) {
413                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
414                         goto unlock;
415                 }
416         }
417 unlock:
418         if (!ret)
419                 memcg_shrinker_map_size = size;
420         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
421         return ret;
422 }
423
424 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
425 {
426         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
427                 struct memcg_shrinker_map *map;
428
429                 rcu_read_lock();
430                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
431                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
432                 smp_mb__before_atomic();
433                 set_bit(shrinker_id, map->map);
434                 rcu_read_unlock();
435         }
436 }
437
438 /**
439  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
440  * @page: page of interest
441  *
442  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
443  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
444  * until it is released.
445  *
446  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
447  * is returned.
448  */
449 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
450 {
451         struct mem_cgroup *memcg;
452
453         memcg = page->mem_cgroup;
454
455         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
456                 memcg = root_mem_cgroup;
457
458         return &memcg->css;
459 }
460
461 /**
462  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
463  * @page: the page
464  *
465  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
466  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
467  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
468  *
469  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
470  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
471  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
472  * do not care (such as procfs interfaces).
473  */
474 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
475 {
476         struct mem_cgroup *memcg;
477         unsigned long ino = 0;
478
479         rcu_read_lock();
480         if (PageSlab(page) && !PageTail(page))
481                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
482         else
483                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
484         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
485                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
486         if (memcg)
487                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
488         rcu_read_unlock();
489         return ino;
490 }
491
492 static struct mem_cgroup_per_node *
493 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
494 {
495         int nid = page_to_nid(page);
496
497         return memcg->nodeinfo[nid];
498 }
499
500 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
501 soft_limit_tree_node(int nid)
502 {
503         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
507 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
508 {
509         int nid = page_to_nid(page);
510
511         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
512 }
513
514 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
515                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
516                                          unsigned long new_usage_in_excess)
517 {
518         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
519         struct rb_node *parent = NULL;
520         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
521         bool rightmost = true;
522
523         if (mz->on_tree)
524                 return;
525
526         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
527         if (!mz->usage_in_excess)
528                 return;
529         while (*p) {
530                 parent = *p;
531                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
532                                         tree_node);
533                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
534                         p = &(*p)->rb_left;
535                         rightmost = false;
536                 }
537
538                 /*
539                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
540                  * limit by the same amount
541                  */
542                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
543                         p = &(*p)->rb_right;
544         }
545
546         if (rightmost)
547                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
548
549         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
550         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
551         mz->on_tree = true;
552 }
553
554 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
555                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
556 {
557         if (!mz->on_tree)
558                 return;
559
560         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
561                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
562
563         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
564         mz->on_tree = false;
565 }
566
567 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
568                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
569 {
570         unsigned long flags;
571
572         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
573         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
574         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
575 }
576
577 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
578 {
579         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
580         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
581         unsigned long excess = 0;
582
583         if (nr_pages > soft_limit)
584                 excess = nr_pages - soft_limit;
585
586         return excess;
587 }
588
589 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
590 {
591         unsigned long excess;
592         struct mem_cgroup_per_node *mz;
593         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
594
595         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
596         if (!mctz)
597                 return;
598         /*
599          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
600          * because their event counter is not touched.
601          */
602         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
603                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
604                 excess = soft_limit_excess(memcg);
605                 /*
606                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
607                  * mem is over its softlimit.
608                  */
609                 if (excess || mz->on_tree) {
610                         unsigned long flags;
611
612                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
613                         /* if on-tree, remove it */
614                         if (mz->on_tree)
615                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
616                         /*
617                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
618                          * If excess is 0, no tree ops.
619                          */
620                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
621                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
622                 }
623         }
624 }
625
626 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
627 {
628         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
629         struct mem_cgroup_per_node *mz;
630         int nid;
631
632         for_each_node(nid) {
633                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
634                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
635                 if (mctz)
636                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
637         }
638 }
639
640 static struct mem_cgroup_per_node *
641 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
642 {
643         struct mem_cgroup_per_node *mz;
644
645 retry:
646         mz = NULL;
647         if (!mctz->rb_rightmost)
648                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
649
650         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
651                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
652         /*
653          * Remove the node now but someone else can add it back,
654          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
655          * position in the tree.
656          */
657         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
658         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
659             !css_tryget(&mz->memcg->css))
660                 goto retry;
661 done:
662         return mz;
663 }
664
665 static struct mem_cgroup_per_node *
666 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
667 {
668         struct mem_cgroup_per_node *mz;
669
670         spin_lock_irq(&mctz->lock);
671         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
672         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
673         return mz;
674 }
675
676 /**
677  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
678  * @memcg: the memory cgroup
679  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
680  * @val: delta to add to the counter, can be negative
681  */
682 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
683 {
684         long x;
685
686         if (mem_cgroup_disabled())
687                 return;
688
689         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
690         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
691                 struct mem_cgroup *mi;
692
693                 /*
694                  * Batch local counters to keep them in sync with
695                  * the hierarchical ones.
696                  */
697                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
698                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
699                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
700                 x = 0;
701         }
702         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
703 }
704
705 static struct mem_cgroup_per_node *
706 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
707 {
708         struct mem_cgroup *parent;
709
710         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
711         if (!parent)
712                 return NULL;
713         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
714 }
715
716 /**
717  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
718  * @lruvec: the lruvec
719  * @idx: the stat item
720  * @val: delta to add to the counter, can be negative
721  *
722  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
723  * function updates the all three counters that are affected by a
724  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
725  */
726 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
727                         int val)
728 {
729         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
730         struct mem_cgroup_per_node *pn;
731         struct mem_cgroup *memcg;
732         long x;
733
734         /* Update node */
735         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
736
737         if (mem_cgroup_disabled())
738                 return;
739
740         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
741         memcg = pn->memcg;
742
743         /* Update memcg */
744         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
745
746         /* Update lruvec */
747         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
748
749         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
750         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
751                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
752
753                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
754                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
755                 x = 0;
756         }
757         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
758 }
759
760 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
761 {
762         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
763         struct mem_cgroup *memcg;
764         struct lruvec *lruvec;
765
766         rcu_read_lock();
767         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
768
769         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
770         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
771                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
772         } else {
773                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
774                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
775         }
776         rcu_read_unlock();
777 }
778
779 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
780 {
781         struct mem_cgroup *memcg;
782
783         rcu_read_lock();
784         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
785         if (memcg)
786                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
787         rcu_read_unlock();
788 }
789
790 /**
791  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
792  * @memcg: the memory cgroup
793  * @idx: the event item
794  * @count: the number of events that occured
795  */
796 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
797                           unsigned long count)
798 {
799         unsigned long x;
800
801         if (mem_cgroup_disabled())
802                 return;
803
804         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
805         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
806                 struct mem_cgroup *mi;
807
808                 /*
809                  * Batch local counters to keep them in sync with
810                  * the hierarchical ones.
811                  */
812                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
813                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
814                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
815                 x = 0;
816         }
817         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
818 }
819
820 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
821 {
822         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
823 }
824
825 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
826 {
827         long x = 0;
828         int cpu;
829
830         for_each_possible_cpu(cpu)
831                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
832         return x;
833 }
834
835 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
836                                          struct page *page,
837                                          int nr_pages)
838 {
839         /*
840          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
841          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
842          */
843         if (PageAnon(page))
844                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
845
846         if (abs(nr_pages) > 1) {
847                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
848                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
849         }
850
851         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
852         if (nr_pages > 0)
853                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
854         else {
855                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
856                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
857         }
858
859         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
860 }
861
862 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
863                                        enum mem_cgroup_events_target target)
864 {
865         unsigned long val, next;
866
867         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
868         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
869         /* from time_after() in jiffies.h */
870         if ((long)(next - val) < 0) {
871                 switch (target) {
872                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
873                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
874                         break;
875                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
876                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
877                         break;
878                 default:
879                         break;
880                 }
881                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
882                 return true;
883         }
884         return false;
885 }
886
887 /*
888  * Check events in order.
889  *
890  */
891 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
892 {
893         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
894         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
895                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
896                 bool do_softlimit;
897
898                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
899                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
900                 mem_cgroup_threshold(memcg);
901                 if (unlikely(do_softlimit))
902                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
903         }
904 }
905
906 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
907 {
908         /*
909          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
910          * if it races with swapoff, page migration, etc.
911          * So this can be called with p == NULL.
912          */
913         if (unlikely(!p))
914                 return NULL;
915
916         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
917 }
918 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
919
920 /**
921  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
922  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
923  *
924  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
925  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
926  * returned.
927  */
928 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
929 {
930         struct mem_cgroup *memcg;
931
932         if (mem_cgroup_disabled())
933                 return NULL;
934
935         rcu_read_lock();
936         do {
937                 /*
938                  * Page cache insertions can happen withou an
939                  * actual mm context, e.g. during disk probing
940                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
941                  */
942                 if (unlikely(!mm))
943                         memcg = root_mem_cgroup;
944                 else {
945                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
946                         if (unlikely(!memcg))
947                                 memcg = root_mem_cgroup;
948                 }
949         } while (!css_tryget(&memcg->css));
950         rcu_read_unlock();
951         return memcg;
952 }
953 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
954
955 /**
956  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
957  * @page: page from which memcg should be extracted.
958  *
959  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
960  * root_mem_cgroup is returned.
961  */
962 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
963 {
964         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
965
966         if (mem_cgroup_disabled())
967                 return NULL;
968
969         rcu_read_lock();
970         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
971         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
972                 memcg = root_mem_cgroup;
973         rcu_read_unlock();
974         return memcg;
975 }
976 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
977
978 /**
979  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
980  */
981 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
982 {
983         if (unlikely(current->active_memcg)) {
984                 struct mem_cgroup *memcg;
985
986                 rcu_read_lock();
987                 /* current->active_memcg must hold a ref. */
988                 if (WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&current->active_memcg->css)))
989                         memcg = root_mem_cgroup;
990                 else
991                         memcg = current->active_memcg;
992                 rcu_read_unlock();
993                 return memcg;
994         }
995         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
996 }
997
998 /**
999  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1000  * @root: hierarchy root
1001  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1002  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1003  *
1004  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1005  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1006  *
1007  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1008  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1009  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1010  *
1011  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1012  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1013  * reclaimers operating on the same node and priority.
1014  */
1015 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1016                                    struct mem_cgroup *prev,
1017                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1018 {
1019         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1020         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1021         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1022         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1023
1024         if (mem_cgroup_disabled())
1025                 return NULL;
1026
1027         if (!root)
1028                 root = root_mem_cgroup;
1029
1030         if (prev && !reclaim)
1031                 pos = prev;
1032
1033         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1034                 if (prev)
1035                         goto out;
1036                 return root;
1037         }
1038
1039         rcu_read_lock();
1040
1041         if (reclaim) {
1042                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1043
1044                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1045                 iter = &mz->iter;
1046
1047                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1048                         goto out_unlock;
1049
1050                 while (1) {
1051                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1052                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1053                                 break;
1054                         /*
1055                          * css reference reached zero, so iter->position will
1056                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1057                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1058                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1059                          * might block it. So we clear iter->position right
1060                          * away.
1061                          */
1062                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1063                 }
1064         }
1065
1066         if (pos)
1067                 css = &pos->css;
1068
1069         for (;;) {
1070                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1071                 if (!css) {
1072                         /*
1073                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1074                          * new one might jump in right at the end of
1075                          * the hierarchy - make sure they see at least
1076                          * one group and restart from the beginning.
1077                          */
1078                         if (!prev)
1079                                 continue;
1080                         break;
1081                 }
1082
1083                 /*
1084                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1085                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1086                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1087                  */
1088                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1089
1090                 if (css == &root->css)
1091                         break;
1092
1093                 if (css_tryget(css))
1094                         break;
1095
1096                 memcg = NULL;
1097         }
1098
1099         if (reclaim) {
1100                 /*
1101                  * The position could have already been updated by a competing
1102                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1103                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1104                  */
1105                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1106
1107                 if (pos)
1108                         css_put(&pos->css);
1109
1110                 if (!memcg)
1111                         iter->generation++;
1112                 else if (!prev)
1113                         reclaim->generation = iter->generation;
1114         }
1115
1116 out_unlock:
1117         rcu_read_unlock();
1118 out:
1119         if (prev && prev != root)
1120                 css_put(&prev->css);
1121
1122         return memcg;
1123 }
1124
1125 /**
1126  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1127  * @root: hierarchy root
1128  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1129  */
1130 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1131                            struct mem_cgroup *prev)
1132 {
1133         if (!root)
1134                 root = root_mem_cgroup;
1135         if (prev && prev != root)
1136                 css_put(&prev->css);
1137 }
1138
1139 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1140                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1141 {
1142         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1143         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1144         int nid;
1145
1146         for_each_node(nid) {
1147                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1148                 iter = &mz->iter;
1149                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1150         }
1151 }
1152
1153 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1154 {
1155         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1156         struct mem_cgroup *last;
1157
1158         do {
1159                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1160                 last = memcg;
1161         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1162
1163         /*
1164          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1165          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1166          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1167          * dead_memcg from cgroup root separately.
1168          */
1169         if (last != root_mem_cgroup)
1170                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1171                                                 dead_memcg);
1172 }
1173
1174 /**
1175  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1176  * @memcg: hierarchy root
1177  * @fn: function to call for each task
1178  * @arg: argument passed to @fn
1179  *
1180  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1181  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1182  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1183  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1184  *
1185  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1186  */
1187 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1188                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1189 {
1190         struct mem_cgroup *iter;
1191         int ret = 0;
1192
1193         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1194
1195         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1196                 struct css_task_iter it;
1197                 struct task_struct *task;
1198
1199                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1200                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1201                         ret = fn(task, arg);
1202                 css_task_iter_end(&it);
1203                 if (ret) {
1204                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1205                         break;
1206                 }
1207         }
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1213  * @page: the page
1214  * @pgdat: pgdat of the page
1215  *
1216  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1217  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1218  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1219  */
1220 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1221 {
1222         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1223         struct mem_cgroup *memcg;
1224         struct lruvec *lruvec;
1225
1226         if (mem_cgroup_disabled()) {
1227                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1228                 goto out;
1229         }
1230
1231         memcg = page->mem_cgroup;
1232         /*
1233          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1234          * possibly migrated - before they are charged.
1235          */
1236         if (!memcg)
1237                 memcg = root_mem_cgroup;
1238
1239         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1240         lruvec = &mz->lruvec;
1241 out:
1242         /*
1243          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1244          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1245          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1246          */
1247         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1248                 lruvec->pgdat = pgdat;
1249         return lruvec;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1254  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1255  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1256  * @zid: zone id of the accounted pages
1257  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1258  *
1259  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1260  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1261  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1262  */
1263 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1264                                 int zid, int nr_pages)
1265 {
1266         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1267         unsigned long *lru_size;
1268         long size;
1269
1270         if (mem_cgroup_disabled())
1271                 return;
1272
1273         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1274         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1275
1276         if (nr_pages < 0)
1277                 *lru_size += nr_pages;
1278
1279         size = *lru_size;
1280         if (WARN_ONCE(size < 0,
1281                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1282                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1283                 VM_BUG_ON(1);
1284                 *lru_size = 0;
1285         }
1286
1287         if (nr_pages > 0)
1288                 *lru_size += nr_pages;
1289 }
1290
1291 /**
1292  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1293  * @memcg: the memory cgroup
1294  *
1295  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1296  * pages.
1297  */
1298 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1299 {
1300         unsigned long margin = 0;
1301         unsigned long count;
1302         unsigned long limit;
1303
1304         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1305         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1306         if (count < limit)
1307                 margin = limit - count;
1308
1309         if (do_memsw_account()) {
1310                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1311                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1312                 if (count < limit)
1313                         margin = min(margin, limit - count);
1314                 else
1315                         margin = 0;
1316         }
1317
1318         return margin;
1319 }
1320
1321 /*
1322  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1323  *
1324  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1325  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1326  * caused by "move".
1327  */
1328 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         struct mem_cgroup *from;
1331         struct mem_cgroup *to;
1332         bool ret = false;
1333         /*
1334          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1335          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1336          */
1337         spin_lock(&mc.lock);
1338         from = mc.from;
1339         to = mc.to;
1340         if (!from)
1341                 goto unlock;
1342
1343         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1344                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1345 unlock:
1346         spin_unlock(&mc.lock);
1347         return ret;
1348 }
1349
1350 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1351 {
1352         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1353                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1354                         DEFINE_WAIT(wait);
1355                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1356                         /* moving charge context might have finished. */
1357                         if (mc.moving_task)
1358                                 schedule();
1359                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1360                         return true;
1361                 }
1362         }
1363         return false;
1364 }
1365
1366 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1367 {
1368         struct seq_buf s;
1369         int i;
1370
1371         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1372         if (!s.buffer)
1373                 return NULL;
1374
1375         /*
1376          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1377          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1378          *
1379          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1380          * 1) generic big picture -> specifics and details
1381          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1382          *
1383          * Current memory state:
1384          */
1385
1386         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1387                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1388                        PAGE_SIZE);
1389         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1390                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) *
1391                        PAGE_SIZE);
1392         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1393                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1394                        1024);
1395         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1396                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1397                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1398                        PAGE_SIZE);
1399         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1400                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1401                        PAGE_SIZE);
1402
1403         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1404                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1405                        PAGE_SIZE);
1406         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1407                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1408                        PAGE_SIZE);
1409         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1410                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1411                        PAGE_SIZE);
1412         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1413                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1414                        PAGE_SIZE);
1415
1416         /*
1417          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1418          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1419          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1420          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1421          */
1422         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1423                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1424                        PAGE_SIZE);
1425
1426         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1427                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", lru_list_name(i),
1428                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1429                                PAGE_SIZE);
1430
1431         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1432                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1433                        PAGE_SIZE);
1434         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1435                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1436                        PAGE_SIZE);
1437
1438         /* Accumulated memory events */
1439
1440         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1441                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1442         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1443                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1444
1445         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1446                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1447         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1448                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1449         seq_buf_printf(&s, "workingset_restore %lu\n",
1450                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_RESTORE));
1451         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1452                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1453
1454         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1455                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1456         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1457                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1458                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1459         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1460                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1461                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1462         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1463                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1464         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1465                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1466         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1467                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1468         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1469                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1470
1471 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1472         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1473                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1474         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1475                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1476 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1477
1478         /* The above should easily fit into one page */
1479         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1480
1481         return s.buffer;
1482 }
1483
1484 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1485 /**
1486  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1487  * memory controller.
1488  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1489  * @p: Task that is going to be killed
1490  *
1491  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1492  * enabled
1493  */
1494 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1495 {
1496         rcu_read_lock();
1497
1498         if (memcg) {
1499                 pr_cont(",oom_memcg=");
1500                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1501         } else
1502                 pr_cont(",global_oom");
1503         if (p) {
1504                 pr_cont(",task_memcg=");
1505                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1506         }
1507         rcu_read_unlock();
1508 }
1509
1510 /**
1511  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1512  * memory controller.
1513  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1514  */
1515 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1516 {
1517         char *buf;
1518
1519         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1520                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1521                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1522         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1523                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1524                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1525                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1526         else {
1527                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1528                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1529                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1530                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1531                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1532                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1533         }
1534
1535         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1536         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1537         pr_cont(":");
1538         buf = memory_stat_format(memcg);
1539         if (!buf)
1540                 return;
1541         pr_info("%s", buf);
1542         kfree(buf);
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1547  */
1548 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1549 {
1550         unsigned long max;
1551
1552         max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1553         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1554                 unsigned long memsw_max;
1555                 unsigned long swap_max;
1556
1557                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1558                 swap_max = READ_ONCE(memcg->swap.max);
1559                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1560                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1561         }
1562         return max;
1563 }
1564
1565 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1566 {
1567         return page_counter_read(&memcg->memory);
1568 }
1569
1570 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1571                                      int order)
1572 {
1573         struct oom_control oc = {
1574                 .zonelist = NULL,
1575                 .nodemask = NULL,
1576                 .memcg = memcg,
1577                 .gfp_mask = gfp_mask,
1578                 .order = order,
1579         };
1580         bool ret;
1581
1582         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1583                 return true;
1584         /*
1585          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1586          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1587          */
1588         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1589         mutex_unlock(&oom_lock);
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1594                                    pg_data_t *pgdat,
1595                                    gfp_t gfp_mask,
1596                                    unsigned long *total_scanned)
1597 {
1598         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1599         int total = 0;
1600         int loop = 0;
1601         unsigned long excess;
1602         unsigned long nr_scanned;
1603         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1604                 .pgdat = pgdat,
1605         };
1606
1607         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1608
1609         while (1) {
1610                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1611                 if (!victim) {
1612                         loop++;
1613                         if (loop >= 2) {
1614                                 /*
1615                                  * If we have not been able to reclaim
1616                                  * anything, it might because there are
1617                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1618                                  */
1619                                 if (!total)
1620                                         break;
1621                                 /*
1622                                  * We want to do more targeted reclaim.
1623                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1624                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1625                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1626                                  */
1627                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1628                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1629                                         break;
1630                         }
1631                         continue;
1632                 }
1633                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1634                                         pgdat, &nr_scanned);
1635                 *total_scanned += nr_scanned;
1636                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1637                         break;
1638         }
1639         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1640         return total;
1641 }
1642
1643 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1644 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1645         .name = "memcg_oom_lock",
1646 };
1647 #endif
1648
1649 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1650
1651 /*
1652  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1653  * If someone is running, return false.
1654  */
1655 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1656 {
1657         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1658
1659         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1660
1661         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1662                 if (iter->oom_lock) {
1663                         /*
1664                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1665                          * so we cannot give a lock.
1666                          */
1667                         failed = iter;
1668                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1669                         break;
1670                 } else
1671                         iter->oom_lock = true;
1672         }
1673
1674         if (failed) {
1675                 /*
1676                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1677                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1678                  */
1679                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1680                         if (iter == failed) {
1681                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1682                                 break;
1683                         }
1684                         iter->oom_lock = false;
1685                 }
1686         } else
1687                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1688
1689         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1690
1691         return !failed;
1692 }
1693
1694 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1695 {
1696         struct mem_cgroup *iter;
1697
1698         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1699         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1700         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1701                 iter->oom_lock = false;
1702         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1703 }
1704
1705 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1706 {
1707         struct mem_cgroup *iter;
1708
1709         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1710         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1711                 iter->under_oom++;
1712         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1713 }
1714
1715 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1716 {
1717         struct mem_cgroup *iter;
1718
1719         /*
1720          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1721          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1722          */
1723         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1724         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1725                 if (iter->under_oom > 0)
1726                         iter->under_oom--;
1727         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1728 }
1729
1730 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1731
1732 struct oom_wait_info {
1733         struct mem_cgroup *memcg;
1734         wait_queue_entry_t      wait;
1735 };
1736
1737 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1738         unsigned mode, int sync, void *arg)
1739 {
1740         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1741         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1742         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1743
1744         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1745         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1746
1747         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1748             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1749                 return 0;
1750         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1751 }
1752
1753 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1754 {
1755         /*
1756          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1757          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1758          * this function is called as a result of userland actions
1759          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1760          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1761          * triggering notification.
1762          */
1763         if (memcg && memcg->under_oom)
1764                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1765 }
1766
1767 enum oom_status {
1768         OOM_SUCCESS,
1769         OOM_FAILED,
1770         OOM_ASYNC,
1771         OOM_SKIPPED
1772 };
1773
1774 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1775 {
1776         enum oom_status ret;
1777         bool locked;
1778
1779         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1780                 return OOM_SKIPPED;
1781
1782         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1783
1784         /*
1785          * We are in the middle of the charge context here, so we
1786          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1787          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1788          *
1789          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1790          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1791          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1792          * released.
1793          *
1794          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1795          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1796          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1797          * invoke the oom killer here.
1798          *
1799          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1800          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1801          */
1802         if (memcg->oom_kill_disable) {
1803                 if (!current->in_user_fault)
1804                         return OOM_SKIPPED;
1805                 css_get(&memcg->css);
1806                 current->memcg_in_oom = memcg;
1807                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1808                 current->memcg_oom_order = order;
1809
1810                 return OOM_ASYNC;
1811         }
1812
1813         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1814
1815         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1816
1817         if (locked)
1818                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1819
1820         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1821         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1822                 ret = OOM_SUCCESS;
1823         else
1824                 ret = OOM_FAILED;
1825
1826         if (locked)
1827                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1828
1829         return ret;
1830 }
1831
1832 /**
1833  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1834  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1835  *
1836  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1837  * handler was enabled.
1838  *
1839  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1840  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1841  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1842  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1843  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1844  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1845  *
1846  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1847  * completed, %false otherwise.
1848  */
1849 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1850 {
1851         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1852         struct oom_wait_info owait;
1853         bool locked;
1854
1855         /* OOM is global, do not handle */
1856         if (!memcg)
1857                 return false;
1858
1859         if (!handle)
1860                 goto cleanup;
1861
1862         owait.memcg = memcg;
1863         owait.wait.flags = 0;
1864         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1865         owait.wait.private = current;
1866         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1867
1868         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1869         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1870
1871         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1872
1873         if (locked)
1874                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1875
1876         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1877                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1878                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1879                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1880                                          current->memcg_oom_order);
1881         } else {
1882                 schedule();
1883                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1884                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1885         }
1886
1887         if (locked) {
1888                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1889                 /*
1890                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1891                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1892                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1893                  */
1894                 memcg_oom_recover(memcg);
1895         }
1896 cleanup:
1897         current->memcg_in_oom = NULL;
1898         css_put(&memcg->css);
1899         return true;
1900 }
1901
1902 /**
1903  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1904  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1905  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1906  *
1907  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1908  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1909  *
1910  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1911  */
1912 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1913                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1914 {
1915         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1916         struct mem_cgroup *memcg;
1917
1918         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1919                 return NULL;
1920
1921         if (!oom_domain)
1922                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1923
1924         rcu_read_lock();
1925
1926         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1927         if (memcg == root_mem_cgroup)
1928                 goto out;
1929
1930         /*
1931          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1932          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1933          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1934          */
1935         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1936                 goto out;
1937
1938         /*
1939          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1940          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1941          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1942          */
1943         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1944                 if (memcg->oom_group)
1945                         oom_group = memcg;
1946
1947                 if (memcg == oom_domain)
1948                         break;
1949         }
1950
1951         if (oom_group)
1952                 css_get(&oom_group->css);
1953 out:
1954         rcu_read_unlock();
1955
1956         return oom_group;
1957 }
1958
1959 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1960 {
1961         pr_info("Tasks in ");
1962         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1963         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1964 }
1965
1966 /**
1967  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1968  * @page: the page
1969  *
1970  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1971  * another cgroup.
1972  *
1973  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1974  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1975  * when @page might get freed inside the locked section.
1976  */
1977 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1978 {
1979         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
1980         struct mem_cgroup *memcg;
1981         unsigned long flags;
1982
1983         /*
1984          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1985          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1986          * because page moving starts with an RCU grace period.
1987          *
1988          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1989          * the page state that is going to change is the only thing
1990          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1991          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1992          * keep off truncation, migration and so forth.
1993          */
1994         rcu_read_lock();
1995
1996         if (mem_cgroup_disabled())
1997                 return NULL;
1998 again:
1999         memcg = head->mem_cgroup;
2000         if (unlikely(!memcg))
2001                 return NULL;
2002
2003         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2004                 return memcg;
2005
2006         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2007         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2008                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2009                 goto again;
2010         }
2011
2012         /*
2013          * When charge migration first begins, we can have locked and
2014          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2015          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2016          */
2017         memcg->move_lock_task = current;
2018         memcg->move_lock_flags = flags;
2019
2020         return memcg;
2021 }
2022 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2023
2024 /**
2025  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2026  * @memcg: the memcg
2027  *
2028  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2029  */
2030 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2031 {
2032         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2033                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2034
2035                 memcg->move_lock_task = NULL;
2036                 memcg->move_lock_flags = 0;
2037
2038                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2039         }
2040
2041         rcu_read_unlock();
2042 }
2043
2044 /**
2045  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2046  * @page: the page
2047  */
2048 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2049 {
2050         struct page *head = compound_head(page);
2051
2052         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2053 }
2054 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2055
2056 struct memcg_stock_pcp {
2057         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2058         unsigned int nr_pages;
2059         struct work_struct work;
2060         unsigned long flags;
2061 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2062 };
2063 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2064 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2065
2066 /**
2067  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2068  * @memcg: memcg to consume from.
2069  * @nr_pages: how many pages to charge.
2070  *
2071  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2072  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2073  * service an allocation will refill the stock.
2074  *
2075  * returns true if successful, false otherwise.
2076  */
2077 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2078 {
2079         struct memcg_stock_pcp *stock;
2080         unsigned long flags;
2081         bool ret = false;
2082
2083         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2084                 return ret;
2085
2086         local_irq_save(flags);
2087
2088         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2089         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2090                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2091                 ret = true;
2092         }
2093
2094         local_irq_restore(flags);
2095
2096         return ret;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2101  */
2102 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2103 {
2104         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2105
2106         if (stock->nr_pages) {
2107                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2108                 if (do_memsw_account())
2109                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2110                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2111                 stock->nr_pages = 0;
2112         }
2113         stock->cached = NULL;
2114 }
2115
2116 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2117 {
2118         struct memcg_stock_pcp *stock;
2119         unsigned long flags;
2120
2121         /*
2122          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2123          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2124          */
2125         local_irq_save(flags);
2126
2127         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2128         drain_stock(stock);
2129         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2130
2131         local_irq_restore(flags);
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2136  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2137  */
2138 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2139 {
2140         struct memcg_stock_pcp *stock;
2141         unsigned long flags;
2142
2143         local_irq_save(flags);
2144
2145         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2146         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2147                 drain_stock(stock);
2148                 stock->cached = memcg;
2149         }
2150         stock->nr_pages += nr_pages;
2151
2152         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2153                 drain_stock(stock);
2154
2155         local_irq_restore(flags);
2156 }
2157
2158 /*
2159  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2160  * of the hierarchy under it.
2161  */
2162 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2163 {
2164         int cpu, curcpu;
2165
2166         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2167         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2168                 return;
2169         /*
2170          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2171          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2172          * as well as workers from this path always operate on the local
2173          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2174          */
2175         curcpu = get_cpu();
2176         for_each_online_cpu(cpu) {
2177                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2178                 struct mem_cgroup *memcg;
2179                 bool flush = false;
2180
2181                 rcu_read_lock();
2182                 memcg = stock->cached;
2183                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2184                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2185                         flush = true;
2186                 rcu_read_unlock();
2187
2188                 if (flush &&
2189                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2190                         if (cpu == curcpu)
2191                                 drain_local_stock(&stock->work);
2192                         else
2193                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2194                 }
2195         }
2196         put_cpu();
2197         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2198 }
2199
2200 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2201 {
2202         struct memcg_stock_pcp *stock;
2203         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2204
2205         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2206         drain_stock(stock);
2207
2208         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2209                 int i;
2210
2211                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2212                         int nid;
2213                         long x;
2214
2215                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2216                         if (x)
2217                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2218                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2219
2220                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2221                                 continue;
2222
2223                         for_each_node(nid) {
2224                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2225
2226                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2227                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2228                                 if (x)
2229                                         do {
2230                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2231                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2232                         }
2233                 }
2234
2235                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2236                         long x;
2237
2238                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2239                         if (x)
2240                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2241                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2242                 }
2243         }
2244
2245         return 0;
2246 }
2247
2248 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2249                          unsigned int nr_pages,
2250                          gfp_t gfp_mask)
2251 {
2252         do {
2253                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2254                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2255                         continue;
2256                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2257                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2258         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2259                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2260 }
2261
2262 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2263 {
2264         struct mem_cgroup *memcg;
2265
2266         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2267         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2272  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2273  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2274  */
2275 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2276
2277 /*
2278  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2279  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2280  * below.
2281  *
2282  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2283  *   overage ratio to a delay.
2284  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2285  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2286  *   to produce a reasonable delay curve.
2287  *
2288  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2289  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2290  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2291  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2292  * example, with a high of 100 megabytes:
2293  *
2294  *  +-------+------------------------+
2295  *  | usage | time to allocate in ms |
2296  *  +-------+------------------------+
2297  *  | 100M  |                      0 |
2298  *  | 101M  |                      6 |
2299  *  | 102M  |                     25 |
2300  *  | 103M  |                     57 |
2301  *  | 104M  |                    102 |
2302  *  | 105M  |                    159 |
2303  *  | 106M  |                    230 |
2304  *  | 107M  |                    313 |
2305  *  | 108M  |                    409 |
2306  *  | 109M  |                    518 |
2307  *  | 110M  |                    639 |
2308  *  | 111M  |                    774 |
2309  *  | 112M  |                    921 |
2310  *  | 113M  |                   1081 |
2311  *  | 114M  |                   1254 |
2312  *  | 115M  |                   1439 |
2313  *  | 116M  |                   1638 |
2314  *  | 117M  |                   1849 |
2315  *  | 118M  |                   2000 |
2316  *  | 119M  |                   2000 |
2317  *  | 120M  |                   2000 |
2318  *  +-------+------------------------+
2319  */
2320  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2321  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2322
2323 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2324 {
2325         u64 overage;
2326
2327         if (usage <= high)
2328                 return 0;
2329
2330         /*
2331          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2332          * it was a threshold of 1 page
2333          */
2334         high = max(high, 1UL);
2335
2336         overage = usage - high;
2337         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2338         return div64_u64(overage, high);
2339 }
2340
2341 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2342 {
2343         u64 overage, max_overage = 0;
2344
2345         do {
2346                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2347                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2348                 max_overage = max(overage, max_overage);
2349         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2350                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2351
2352         return max_overage;
2353 }
2354
2355 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2356 {
2357         u64 overage, max_overage = 0;
2358
2359         do {
2360                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2361                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2362                 if (overage)
2363                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2364                 max_overage = max(overage, max_overage);
2365         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2366                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2367
2368         return max_overage;
2369 }
2370
2371 /*
2372  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2373  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2374  */
2375 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2376                                           unsigned int nr_pages,
2377                                           u64 max_overage)
2378 {
2379         unsigned long penalty_jiffies;
2380
2381         if (!max_overage)
2382                 return 0;
2383
2384         /*
2385          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2386          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2387          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2388          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2389          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2390          * overage amount.
2391          */
2392         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2393         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2394         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2395
2396         /*
2397          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2398          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2399          * 4N-sized allocation.
2400          *
2401          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2402          * larger the current charge patch is than that.
2403          */
2404         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2409  * and reclaims memory over the high limit.
2410  */
2411 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2412 {
2413         unsigned long penalty_jiffies;
2414         unsigned long pflags;
2415         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2416         struct mem_cgroup *memcg;
2417
2418         if (likely(!nr_pages))
2419                 return;
2420
2421         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2422         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2423         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2424
2425         /*
2426          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2427          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2428          */
2429         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2430                                                mem_find_max_overage(memcg));
2431
2432         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2433                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2434
2435         /*
2436          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2437          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2438          * extremely slowly.
2439          */
2440         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2441
2442         /*
2443          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2444          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2445          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2446          * been aggressively reclaimed enough yet.
2447          */
2448         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2449                 goto out;
2450
2451         /*
2452          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2453          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2454          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2455          */
2456         psi_memstall_enter(&pflags);
2457         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2458         psi_memstall_leave(&pflags);
2459
2460 out:
2461         css_put(&memcg->css);
2462 }
2463
2464 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2465                       unsigned int nr_pages)
2466 {
2467         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2468         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2469         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2470         struct page_counter *counter;
2471         unsigned long nr_reclaimed;
2472         bool may_swap = true;
2473         bool drained = false;
2474         enum oom_status oom_status;
2475
2476         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2477                 return 0;
2478 retry:
2479         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2480                 return 0;
2481
2482         if (!do_memsw_account() ||
2483             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2484                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2485                         goto done_restock;
2486                 if (do_memsw_account())
2487                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2488                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2489         } else {
2490                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2491                 may_swap = false;
2492         }
2493
2494         if (batch > nr_pages) {
2495                 batch = nr_pages;
2496                 goto retry;
2497         }
2498
2499         /*
2500          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2501          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2502          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2503          * and let these go through as privileged allocations.
2504          */
2505         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2506                 goto force;
2507
2508         /*
2509          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2510          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2511          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2512          * free their memory.
2513          */
2514         if (unlikely(should_force_charge()))
2515                 goto force;
2516
2517         /*
2518          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2519          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2520          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2521          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2522          */
2523         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2524                 goto force;
2525
2526         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2527                 goto nomem;
2528
2529         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2530                 goto nomem;
2531
2532         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2533
2534         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2535                                                     gfp_mask, may_swap);
2536
2537         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2538                 goto retry;
2539
2540         if (!drained) {
2541                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2542                 drained = true;
2543                 goto retry;
2544         }
2545
2546         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2547                 goto nomem;
2548         /*
2549          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2550          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2551          * before killing the task.
2552          *
2553          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2554          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2555          * to regular pages anyway in case of failure.
2556          */
2557         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2558                 goto retry;
2559         /*
2560          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2561          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2562          */
2563         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2564                 goto retry;
2565
2566         if (nr_retries--)
2567                 goto retry;
2568
2569         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2570                 goto nomem;
2571
2572         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2573                 goto force;
2574
2575         if (fatal_signal_pending(current))
2576                 goto force;
2577
2578         /*
2579          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2580          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2581          * couldn't make any progress.
2582          */
2583         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2584                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2585         switch (oom_status) {
2586         case OOM_SUCCESS:
2587                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2588                 goto retry;
2589         case OOM_FAILED:
2590                 goto force;
2591         default:
2592                 goto nomem;
2593         }
2594 nomem:
2595         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2596                 return -ENOMEM;
2597 force:
2598         /*
2599          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2600          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2601          * temporarily by force charging it.
2602          */
2603         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2604         if (do_memsw_account())
2605                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2606         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2607
2608         return 0;
2609
2610 done_restock:
2611         css_get_many(&memcg->css, batch);
2612         if (batch > nr_pages)
2613                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2614
2615         /*
2616          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2617          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2618          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2619          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2620          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2621          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2622          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2623          */
2624         do {
2625                 bool mem_high, swap_high;
2626
2627                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2628                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2629                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2630                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2631
2632                 /* Don't bother a random interrupted task */
2633                 if (in_interrupt()) {
2634                         if (mem_high) {
2635                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2636                                 break;
2637                         }
2638                         continue;
2639                 }
2640
2641                 if (mem_high || swap_high) {
2642                         /*
2643                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2644                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2645                          * of the memory or swap footprints.
2646                          *
2647                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2648                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2649                          * based on how much each task is actually allocating.
2650                          */
2651                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2652                         set_notify_resume(current);
2653                         break;
2654                 }
2655         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2656
2657         return 0;
2658 }
2659
2660 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2661 {
2662         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2663                 return;
2664
2665         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2666         if (do_memsw_account())
2667                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2668
2669         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2670 }
2671
2672 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2673 {
2674         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2675
2676         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2677         if (PageLRU(page)) {
2678                 struct lruvec *lruvec;
2679
2680                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2681                 ClearPageLRU(page);
2682                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2683                 *isolated = 1;
2684         } else
2685                 *isolated = 0;
2686 }
2687
2688 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2689 {
2690         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2691
2692         if (isolated) {
2693                 struct lruvec *lruvec;
2694
2695                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2696                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2697                 SetPageLRU(page);
2698                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2699         }
2700         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2701 }
2702
2703 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2704                           bool lrucare)
2705 {
2706         int isolated;
2707
2708         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2709
2710         /*
2711          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2712          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2713          */
2714         if (lrucare)
2715                 lock_page_lru(page, &isolated);
2716
2717         /*
2718          * Nobody should be changing or seriously looking at
2719          * page->mem_cgroup at this point:
2720          *
2721          * - the page is uncharged
2722          *
2723          * - the page is off-LRU
2724          *
2725          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2726          *   a locked page table
2727          *
2728          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2729          *   have the page locked
2730          */
2731         page->mem_cgroup = memcg;
2732
2733         if (lrucare)
2734                 unlock_page_lru(page, isolated);
2735 }
2736
2737 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2738 /*
2739  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2740  *
2741  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2742  * cgroup_mutex, etc.
2743  */
2744 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2745 {
2746         struct page *page;
2747
2748         if (mem_cgroup_disabled())
2749                 return NULL;
2750
2751         page = virt_to_head_page(p);
2752
2753         /*
2754          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2755          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2756          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2757          */
2758         if (PageSlab(page))
2759                 return memcg_from_slab_page(page);
2760
2761         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2762         return page->mem_cgroup;
2763 }
2764
2765 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2766 {
2767         int id, size;
2768         int err;
2769
2770         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2771                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2772         if (id < 0)
2773                 return id;
2774
2775         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2776                 return id;
2777
2778         /*
2779          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2780          * so we have to grow them.
2781          */
2782         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2783
2784         size = 2 * (id + 1);
2785         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2786                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2787         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2788                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2789
2790         err = memcg_update_all_caches(size);
2791         if (!err)
2792                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2793         if (!err)
2794                 memcg_nr_cache_ids = size;
2795
2796         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2797
2798         if (err) {
2799                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2800                 return err;
2801         }
2802         return id;
2803 }
2804
2805 static void memcg_free_cache_id(int id)
2806 {
2807         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2808 }
2809
2810 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2811         struct mem_cgroup *memcg;
2812         struct kmem_cache *cachep;
2813         struct work_struct work;
2814 };
2815
2816 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2817 {
2818         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2819                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2820         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2821         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2822
2823         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2824
2825         css_put(&memcg->css);
2826         kfree(cw);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2831  */
2832 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2833                                                struct kmem_cache *cachep)
2834 {
2835         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2836
2837         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2838                 return;
2839
2840         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2841         if (!cw)
2842                 return;
2843
2844         cw->memcg = memcg;
2845         cw->cachep = cachep;
2846         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2847
2848         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2849 }
2850
2851 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2852 {
2853         if (in_interrupt())
2854                 return true;
2855
2856         /* Allow remote memcg charging in kthread contexts. */
2857         if ((!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD)) &&
2858              !current->active_memcg)
2859                 return true;
2860         return false;
2861 }
2862
2863 /**
2864  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2865  * @cachep: the original global kmem cache
2866  *
2867  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2868  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2869  *
2870  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2871  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2872  * go through with the original cache.
2873  *
2874  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2875  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2876  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2877  * reference.
2878  */
2879 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2880 {
2881         struct mem_cgroup *memcg;
2882         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2883         struct memcg_cache_array *arr;
2884         int kmemcg_id;
2885
2886         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2887
2888         if (memcg_kmem_bypass())
2889                 return cachep;
2890
2891         rcu_read_lock();
2892
2893         if (unlikely(current->active_memcg))
2894                 memcg = current->active_memcg;
2895         else
2896                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2897
2898         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2899                 goto out_unlock;
2900
2901         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2902         if (kmemcg_id < 0)
2903                 goto out_unlock;
2904
2905         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2906
2907         /*
2908          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2909          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2910          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2911          */
2912         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2913
2914         /*
2915          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2916          * context), we could be be predictable and return right away.
2917          * This would guarantee that the allocation being performed
2918          * already belongs in the new cache.
2919          *
2920          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2921          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2922          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2923          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2924          * defer everything.
2925          *
2926          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2927          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2928          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2929          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2930          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2931          * creation of a new kmem_cache.
2932          */
2933         if (unlikely(!memcg_cachep))
2934                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2935         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2936                 cachep = memcg_cachep;
2937 out_unlock:
2938         rcu_read_unlock();
2939         return cachep;
2940 }
2941
2942 /**
2943  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2944  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2945  */
2946 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2947 {
2948         if (!is_root_cache(cachep))
2949                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2950 }
2951
2952 /**
2953  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
2954  * @memcg: memory cgroup to charge
2955  * @gfp: reclaim mode
2956  * @nr_pages: number of pages to charge
2957  *
2958  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2959  */
2960 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
2961                         unsigned int nr_pages)
2962 {
2963         struct page_counter *counter;
2964         int ret;
2965
2966         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2967         if (ret)
2968                 return ret;
2969
2970         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2971             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2972
2973                 /*
2974                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2975                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2976                  * handling code.
2977                  */
2978                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2979                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2980                         return 0;
2981                 }
2982                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2983                 return -ENOMEM;
2984         }
2985         return 0;
2986 }
2987
2988 /**
2989  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
2990  * @memcg: memcg to uncharge
2991  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2992  */
2993 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2994 {
2995         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2996                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2997
2998         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2999         if (do_memsw_account())
3000                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3001 }
3002
3003 /**
3004  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3005  * @page: page to charge
3006  * @gfp: reclaim mode
3007  * @order: allocation order
3008  *
3009  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3010  */
3011 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3012 {
3013         struct mem_cgroup *memcg;
3014         int ret = 0;
3015
3016         if (memcg_kmem_bypass())
3017                 return 0;
3018
3019         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3020         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3021                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3022                 if (!ret) {
3023                         page->mem_cgroup = memcg;
3024                         __SetPageKmemcg(page);
3025                 }
3026         }
3027         css_put(&memcg->css);
3028         return ret;
3029 }
3030
3031 /**
3032  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3033  * @page: page to uncharge
3034  * @order: allocation order
3035  */
3036 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3037 {
3038         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3039         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3040
3041         if (!memcg)
3042                 return;
3043
3044         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3045         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3046         page->mem_cgroup = NULL;
3047
3048         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3049         if (PageKmemcg(page))
3050                 __ClearPageKmemcg(page);
3051
3052         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
3053 }
3054 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3055
3056 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3057
3058 /*
3059  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3060  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3061  */
3062 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3063 {
3064         int i;
3065
3066         if (mem_cgroup_disabled())
3067                 return;
3068
3069         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3070                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3071
3072         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
3073 }
3074 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3075
3076 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3077 /**
3078  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3079  * @entry: swap entry to be moved
3080  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3081  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3082  *
3083  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3084  * as the mem_cgroup's id of @from.
3085  *
3086  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3087  *
3088  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3089  * both res and memsw, and called css_get().
3090  */
3091 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3092                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3093 {
3094         unsigned short old_id, new_id;
3095
3096         old_id = mem_cgroup_id(from);
3097         new_id = mem_cgroup_id(to);
3098
3099         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3100                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3101                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3102                 return 0;
3103         }
3104         return -EINVAL;
3105 }
3106 #else
3107 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3108                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3109 {
3110         return -EINVAL;
3111 }
3112 #endif
3113
3114 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3115
3116 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3117                                  unsigned long max, bool memsw)
3118 {
3119         bool enlarge = false;
3120         bool drained = false;
3121         int ret;
3122         bool limits_invariant;
3123         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3124
3125         do {
3126                 if (signal_pending(current)) {
3127                         ret = -EINTR;
3128                         break;
3129                 }
3130
3131                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3132                 /*
3133                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3134                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3135                  */
3136                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3137                                            max <= memcg->memsw.max;
3138                 if (!limits_invariant) {
3139                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3140                         ret = -EINVAL;
3141                         break;
3142                 }
3143                 if (max > counter->max)
3144                         enlarge = true;
3145                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3146                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3147
3148                 if (!ret)
3149                         break;
3150
3151                 if (!drained) {
3152                         drain_all_stock(memcg);
3153                         drained = true;
3154                         continue;
3155                 }
3156
3157                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3158                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3159                         ret = -EBUSY;
3160                         break;
3161                 }
3162         } while (true);
3163
3164         if (!ret && enlarge)
3165                 memcg_oom_recover(memcg);
3166
3167         return ret;
3168 }
3169
3170 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3171                                             gfp_t gfp_mask,
3172                                             unsigned long *total_scanned)
3173 {
3174         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3175         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3176         unsigned long reclaimed;
3177         int loop = 0;
3178         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3179         unsigned long excess;
3180         unsigned long nr_scanned;
3181
3182         if (order > 0)
3183                 return 0;
3184
3185         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3186
3187         /*
3188          * Do not even bother to check the largest node if the root
3189          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3190          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3191          */
3192         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3193                 return 0;
3194
3195         /*
3196          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3197          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3198          * pressure
3199          */
3200         do {
3201                 if (next_mz)
3202                         mz = next_mz;
3203                 else
3204                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3205                 if (!mz)
3206                         break;
3207
3208                 nr_scanned = 0;
3209                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3210                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3211                 nr_reclaimed += reclaimed;
3212                 *total_scanned += nr_scanned;
3213                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3214                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3215
3216                 /*
3217                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3218                  * it is time to move on to the next cgroup
3219                  */
3220                 next_mz = NULL;
3221                 if (!reclaimed)
3222                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3223
3224                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3225                 /*
3226                  * One school of thought says that we should not add
3227                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3228                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3229                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3230                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3231                  * term TODO.
3232                  */
3233                 /* If excess == 0, no tree ops */
3234                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3235                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3236                 css_put(&mz->memcg->css);
3237                 loop++;
3238                 /*
3239                  * Could not reclaim anything and there are no more
3240                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3241                  * reclaiming anything.
3242                  */
3243                 if (!nr_reclaimed &&
3244                         (next_mz == NULL ||
3245                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3246                         break;
3247         } while (!nr_reclaimed);
3248         if (next_mz)
3249                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3250         return nr_reclaimed;
3251 }
3252
3253 /*
3254  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3255  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3256  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3257  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3258  */
3259 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3260 {
3261         bool ret;
3262
3263         rcu_read_lock();
3264         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3265         rcu_read_unlock();
3266         return ret;
3267 }
3268
3269 /*
3270  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3271  *
3272  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3273  */
3274 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3275 {
3276         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3277
3278         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3279         lru_add_drain_all();
3280
3281         drain_all_stock(memcg);
3282
3283         /* try to free all pages in this cgroup */
3284         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3285                 int progress;
3286
3287                 if (signal_pending(current))
3288                         return -EINTR;
3289
3290                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3291                                                         GFP_KERNEL, true);
3292                 if (!progress) {
3293                         nr_retries--;
3294                         /* maybe some writeback is necessary */
3295                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3296                 }
3297
3298         }
3299
3300         return 0;
3301 }
3302
3303 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3304                                             char *buf, size_t nbytes,
3305                                             loff_t off)
3306 {
3307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3308
3309         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3310                 return -EINVAL;
3311         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3312 }
3313
3314 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3315                                      struct cftype *cft)
3316 {
3317         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3318 }
3319
3320 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3321                                       struct cftype *cft, u64 val)
3322 {
3323         int retval = 0;
3324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3325         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3326
3327         if (memcg->use_hierarchy == val)
3328                 return 0;
3329
3330         /*
3331          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3332          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3333          * occur, provided the current cgroup has no children.
3334          *
3335          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3336          * set if there are no children.
3337          */
3338         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3339                                 (val == 1 || val == 0)) {
3340                 if (!memcg_has_children(memcg))
3341                         memcg->use_hierarchy = val;
3342                 else
3343                         retval = -EBUSY;
3344         } else
3345                 retval = -EINVAL;
3346
3347         return retval;
3348 }
3349
3350 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3351 {
3352         unsigned long val;
3353
3354         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3355                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3356                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3357                 if (swap)
3358                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3359         } else {
3360                 if (!swap)
3361                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3362                 else
3363                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3364         }
3365         return val;
3366 }
3367
3368 enum {
3369         RES_USAGE,
3370         RES_LIMIT,
3371         RES_MAX_USAGE,
3372         RES_FAILCNT,
3373         RES_SOFT_LIMIT,
3374 };
3375
3376 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3377                                struct cftype *cft)
3378 {
3379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3380         struct page_counter *counter;
3381
3382         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3383         case _MEM:
3384                 counter = &memcg->memory;
3385                 break;
3386         case _MEMSWAP:
3387                 counter = &memcg->memsw;
3388                 break;
3389         case _KMEM:
3390                 counter = &memcg->kmem;
3391                 break;
3392         case _TCP:
3393                 counter = &memcg->tcpmem;
3394                 break;
3395         default:
3396                 BUG();
3397         }
3398
3399         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3400         case RES_USAGE:
3401                 if (counter == &memcg->memory)
3402                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3403                 if (counter == &memcg->memsw)
3404                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3405                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3406         case RES_LIMIT:
3407                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3408         case RES_MAX_USAGE:
3409                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3410         case RES_FAILCNT:
3411                 return counter->failcnt;
3412         case RES_SOFT_LIMIT:
3413                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3414         default:
3415                 BUG();
3416         }
3417 }
3418
3419 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3420 {
3421         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3422         struct mem_cgroup *mi;
3423         int node, cpu, i;
3424
3425         for_each_online_cpu(cpu)
3426                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3427                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3428
3429         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3430                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3431                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3432
3433         for_each_node(node) {
3434                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3435                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3436
3437                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3438                         stat[i] = 0;
3439
3440                 for_each_online_cpu(cpu)
3441                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3442                                 stat[i] += per_cpu(
3443                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3444
3445                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3446                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3447                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3448         }
3449 }
3450
3451 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3452 {
3453         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3454         struct mem_cgroup *mi;
3455         int cpu, i;
3456
3457         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3458                 events[i] = 0;
3459
3460         for_each_online_cpu(cpu)
3461                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3462                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3463                                              cpu);
3464
3465         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3466                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3467                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3468 }
3469
3470 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3471 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3472 {
3473         int memcg_id;
3474
3475         if (cgroup_memory_nokmem)
3476                 return 0;
3477
3478         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3479         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3480
3481         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3482         if (memcg_id < 0)
3483                 return memcg_id;
3484
3485         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3486         /*
3487          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3488          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3489          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3490          * patched.
3491          */
3492         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3493         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3494         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3495
3496         return 0;
3497 }
3498
3499 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3500 {
3501         struct cgroup_subsys_state *css;
3502         struct mem_cgroup *parent, *child;
3503         int kmemcg_id;
3504
3505         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3506                 return;
3507         /*
3508          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3509          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3510          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3511          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3512          */
3513         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3514
3515         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3516         if (!parent)
3517                 parent = root_mem_cgroup;
3518
3519         /*
3520          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3521          */
3522         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3523
3524         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3525         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3526
3527         /*
3528          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3529          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3530          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3531          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3532          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3533          * memcg_drain_all_list_lrus().
3534          */
3535         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3536         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3537                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3538                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3539                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3540                 if (!memcg->use_hierarchy)
3541                         break;
3542         }
3543         rcu_read_unlock();
3544
3545         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3546
3547         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3548 }
3549
3550 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3551 {
3552         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3553         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3554                 memcg_offline_kmem(memcg);
3555
3556         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3557                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3558                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3559         }
3560 }
3561 #else
3562 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3563 {
3564         return 0;
3565 }
3566 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3567 {
3568 }
3569 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3570 {
3571 }
3572 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3573
3574 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3575                                  unsigned long max)
3576 {
3577         int ret;
3578
3579         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3580         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3581         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3582         return ret;
3583 }
3584
3585 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3586 {
3587         int ret;
3588
3589         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3590
3591         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3592         if (ret)
3593                 goto out;
3594
3595         if (!memcg->tcpmem_active) {
3596                 /*
3597                  * The active flag needs to be written after the static_key
3598                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3599                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3600                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3601                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3602                  *
3603                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3604                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3605                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3606                  * yet, we'll lose accounting.
3607                  *
3608                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3609                  * because when this value change, the code to process it is not
3610                  * patched in yet.
3611                  */
3612                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3613                 memcg->tcpmem_active = true;
3614         }
3615 out:
3616         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3617         return ret;
3618 }
3619
3620 /*
3621  * The user of this function is...
3622  * RES_LIMIT.
3623  */
3624 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3625                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3626 {
3627         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3628         unsigned long nr_pages;
3629         int ret;
3630
3631         buf = strstrip(buf);
3632         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3633         if (ret)
3634                 return ret;
3635
3636         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3637         case RES_LIMIT:
3638                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3639                         ret = -EINVAL;
3640                         break;
3641                 }
3642                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3643                 case _MEM:
3644                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3645                         break;
3646                 case _MEMSWAP:
3647                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3648                         break;
3649                 case _KMEM:
3650                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3651                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3652                                      "depend on this functionality.\n");
3653                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3654                         break;
3655                 case _TCP:
3656                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3657                         break;
3658                 }
3659                 break;
3660         case RES_SOFT_LIMIT:
3661                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3662                 ret = 0;
3663                 break;
3664         }
3665         return ret ?: nbytes;
3666 }
3667
3668 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3669                                 size_t nbytes, loff_t off)
3670 {
3671         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3672         struct page_counter *counter;
3673
3674         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3675         case _MEM:
3676                 counter = &memcg->memory;
3677                 break;
3678         case _MEMSWAP:
3679                 counter = &memcg->memsw;
3680                 break;
3681         case _KMEM:
3682                 counter = &memcg->kmem;
3683                 break;
3684         case _TCP:
3685                 counter = &memcg->tcpmem;
3686                 break;
3687         default:
3688                 BUG();
3689         }
3690
3691         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3692         case RES_MAX_USAGE:
3693                 page_counter_reset_watermark(counter);
3694                 break;
3695         case RES_FAILCNT:
3696                 counter->failcnt = 0;
3697                 break;
3698         default:
3699                 BUG();
3700         }
3701
3702         return nbytes;
3703 }
3704
3705 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3706                                         struct cftype *cft)
3707 {
3708         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3709 }
3710
3711 #ifdef CONFIG_MMU
3712 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3713                                         struct cftype *cft, u64 val)
3714 {
3715         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3716
3717         if (val & ~MOVE_MASK)
3718                 return -EINVAL;
3719
3720         /*
3721          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3722          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3723          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3724          * affect task migrations starting after the change.
3725          */
3726         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3727         return 0;
3728 }
3729 #else
3730 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3731                                         struct cftype *cft, u64 val)
3732 {
3733         return -ENOSYS;
3734 }
3735 #endif
3736
3737 #ifdef CONFIG_NUMA
3738
3739 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3740 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3741 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3742
3743 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3744                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3745 {
3746         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3747         unsigned long nr = 0;
3748         enum lru_list lru;
3749
3750         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3751
3752         for_each_lru(lru) {
3753                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3754                         continue;
3755                 if (tree)
3756                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3757                 else
3758                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3759         }
3760         return nr;
3761 }
3762
3763 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3764                                              unsigned int lru_mask,
3765                                              bool tree)
3766 {
3767         unsigned long nr = 0;
3768         enum lru_list lru;
3769
3770         for_each_lru(lru) {
3771                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3772                         continue;
3773                 if (tree)
3774                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3775                 else
3776                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3777         }
3778         return nr;
3779 }
3780
3781 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3782 {
3783         struct numa_stat {
3784                 const char *name;
3785                 unsigned int lru_mask;
3786         };
3787
3788         static const struct numa_stat stats[] = {
3789                 { "total", LRU_ALL },
3790                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3791                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3792                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3793         };
3794         const struct numa_stat *stat;
3795         int nid;
3796         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3797
3798         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3799                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3800                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3801                                                    false));
3802                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3803                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3804                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3805                                                         stat->lru_mask, false));
3806                 seq_putc(m, '\n');
3807         }
3808
3809         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3810
3811                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3812                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3813                                                    true));
3814                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3815                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3816                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3817                                                         stat->lru_mask, true));
3818                 seq_putc(m, '\n');
3819         }
3820
3821         return 0;
3822 }
3823 #endif /* CONFIG_NUMA */
3824
3825 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3826         NR_FILE_PAGES,
3827         MEMCG_RSS,
3828         MEMCG_RSS_HUGE,
3829         NR_SHMEM,
3830         NR_FILE_MAPPED,
3831         NR_FILE_DIRTY,
3832         NR_WRITEBACK,
3833         MEMCG_SWAP,
3834 };
3835
3836 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3837         "cache",
3838         "rss",
3839         "rss_huge",
3840         "shmem",
3841         "mapped_file",
3842         "dirty",
3843         "writeback",
3844         "swap",
3845 };
3846
3847 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3848 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3849         PGPGIN,
3850         PGPGOUT,
3851         PGFAULT,
3852         PGMAJFAULT,
3853 };
3854
3855 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3856 {
3857         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3858         unsigned long memory, memsw;
3859         struct mem_cgroup *mi;
3860         unsigned int i;
3861
3862         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3863
3864         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3865                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3866                         continue;
3867                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3868                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3869                            PAGE_SIZE);
3870         }
3871
3872         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3873                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3874                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3875
3876         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3877                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3878                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3879                            PAGE_SIZE);
3880
3881         /* Hierarchical information */
3882         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3883         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3884                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3885                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
3886         }
3887         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3888                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3889         if (do_memsw_account())
3890                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3891                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3892
3893         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3894                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3895                         continue;
3896                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3897                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3898                            PAGE_SIZE);
3899         }
3900
3901         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3902                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3903                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
3904                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3905
3906         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3907                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
3908                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3909                            PAGE_SIZE);
3910
3911 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3912         {
3913                 pg_data_t *pgdat;
3914                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3915                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3916                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3917                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3918
3919                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3920                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3921                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3922
3923                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3924                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3925                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3926                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3927                 }
3928                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3929                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3930                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3931                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3932         }
3933 #endif
3934
3935         return 0;
3936 }
3937
3938 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3939                                       struct cftype *cft)
3940 {
3941         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3942
3943         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3944 }
3945
3946 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3947                                        struct cftype *cft, u64 val)
3948 {
3949         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3950
3951         if (val > 100)
3952                 return -EINVAL;
3953
3954         if (css->parent)
3955                 memcg->swappiness = val;
3956         else
3957                 vm_swappiness = val;
3958
3959         return 0;
3960 }
3961
3962 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3963 {
3964         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3965         unsigned long usage;
3966         int i;
3967
3968         rcu_read_lock();
3969         if (!swap)
3970                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3971         else
3972                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3973
3974         if (!t)
3975                 goto unlock;
3976
3977         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3978
3979         /*
3980          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3981          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3982          * call of __mem_cgroup_threshold().
3983          */
3984         i = t->current_threshold;
3985
3986         /*
3987          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3988          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3989          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3990          * only one element of the array here.
3991          */
3992         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3993                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3994
3995         /* i = current_threshold + 1 */
3996         i++;
3997
3998         /*
3999          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4000          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4001          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4002          * only one element of the array here.
4003          */
4004         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4005                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4006
4007         /* Update current_threshold */
4008         t->current_threshold = i - 1;
4009 unlock:
4010         rcu_read_unlock();
4011 }
4012
4013 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4014 {
4015         while (memcg) {
4016                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4017                 if (do_memsw_account())
4018                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4019
4020                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4021         }
4022 }
4023
4024 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4025 {
4026         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4027         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4028
4029         if (_a->threshold > _b->threshold)
4030                 return 1;
4031
4032         if (_a->threshold < _b->threshold)
4033                 return -1;
4034
4035         return 0;
4036 }
4037
4038 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4039 {
4040         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4041
4042         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4043
4044         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4045                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4046
4047         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4048         return 0;
4049 }
4050
4051 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4052 {
4053         struct mem_cgroup *iter;
4054
4055         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4056                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4057 }
4058
4059 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4060         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4061 {
4062         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4063         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4064         unsigned long threshold;
4065         unsigned long usage;
4066         int i, size, ret;
4067
4068         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4069         if (ret)
4070                 return ret;
4071
4072         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4073
4074         if (type == _MEM) {
4075                 thresholds = &memcg->thresholds;
4076                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4077         } else if (type == _MEMSWAP) {
4078                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4079                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4080         } else
4081                 BUG();
4082
4083         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4084         if (thresholds->primary)
4085                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4086
4087         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4088
4089         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4090         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4091         if (!new) {
4092                 ret = -ENOMEM;
4093                 goto unlock;
4094         }
4095         new->size = size;
4096
4097         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4098         if (thresholds->primary) {
4099                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4100                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4101         }
4102
4103         /* Add new threshold */
4104         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4105         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4106
4107         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4108         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4109                         compare_thresholds, NULL);
4110
4111         /* Find current threshold */
4112         new->current_threshold = -1;
4113         for (i = 0; i < size; i++) {
4114                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4115                         /*
4116                          * new->current_threshold will not be used until
4117                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4118                          * it here.
4119                          */
4120                         ++new->current_threshold;
4121                 } else
4122                         break;
4123         }
4124
4125         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4126         kfree(thresholds->spare);
4127         thresholds->spare = thresholds->primary;
4128
4129         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4130
4131         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4132         synchronize_rcu();
4133
4134 unlock:
4135         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4136
4137         return ret;
4138 }
4139
4140 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4141         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4142 {
4143         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4144 }
4145
4146 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4147         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4148 {
4149         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4150 }
4151
4152 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4153         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4154 {
4155         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4156         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4157         unsigned long usage;
4158         int i, j, size, entries;
4159
4160         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4161
4162         if (type == _MEM) {
4163                 thresholds = &memcg->thresholds;
4164                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4165         } else if (type == _MEMSWAP) {
4166                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4167                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4168         } else
4169                 BUG();
4170
4171         if (!thresholds->primary)
4172                 goto unlock;
4173
4174         /* Check if a threshold crossed before removing */
4175         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4176
4177         /* Calculate new number of threshold */
4178         size = entries = 0;
4179         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4180                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4181                         size++;
4182                 else
4183                         entries++;
4184         }
4185
4186         new = thresholds->spare;
4187
4188         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4189         if (!entries)
4190                 goto unlock;
4191
4192         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4193         if (!size) {
4194                 kfree(new);
4195                 new = NULL;
4196                 goto swap_buffers;
4197         }
4198
4199         new->size = size;
4200
4201         /* Copy thresholds and find current threshold */
4202         new->current_threshold = -1;
4203         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4204                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4205                         continue;
4206
4207                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4208                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4209                         /*
4210                          * new->current_threshold will not be used
4211                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4212                          * it here.
4213                          */
4214                         ++new->current_threshold;
4215                 }
4216                 j++;
4217         }
4218
4219 swap_buffers:
4220         /* Swap primary and spare array */
4221         thresholds->spare = thresholds->primary;
4222
4223         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4224
4225         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4226         synchronize_rcu();
4227
4228         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4229         if (!new) {
4230                 kfree(thresholds->spare);
4231                 thresholds->spare = NULL;
4232         }
4233 unlock:
4234         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4235 }
4236
4237 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4238         struct eventfd_ctx *eventfd)
4239 {
4240         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4241 }
4242
4243 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4244         struct eventfd_ctx *eventfd)
4245 {
4246         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4247 }
4248
4249 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4250         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4251 {
4252         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4253
4254         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4255         if (!event)
4256                 return -ENOMEM;
4257
4258         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4259
4260         event->eventfd = eventfd;
4261         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4262
4263         /* already in OOM ? */
4264         if (memcg->under_oom)
4265                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4266         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4267
4268         return 0;
4269 }
4270
4271 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4272         struct eventfd_ctx *eventfd)
4273 {
4274         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4275
4276         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4277
4278         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4279                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4280                         list_del(&ev->list);
4281                         kfree(ev);
4282                 }
4283         }
4284
4285         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4286 }
4287
4288 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4289 {
4290         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4291
4292         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4293         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4294         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4295                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4296         return 0;
4297 }
4298
4299 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4300         struct cftype *cft, u64 val)
4301 {
4302         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4303
4304         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4305         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4306                 return -EINVAL;
4307
4308         memcg->oom_kill_disable = val;
4309         if (!val)
4310                 memcg_oom_recover(memcg);
4311
4312         return 0;
4313 }
4314
4315 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4316
4317 #include <trace/events/writeback.h>
4318
4319 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4320 {
4321         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4322 }
4323
4324 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4325 {
4326         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4327 }
4328
4329 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4330 {
4331         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4332 }
4333
4334 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4335 {
4336         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4337
4338         if (!memcg->css.parent)
4339                 return NULL;
4340
4341         return &memcg->cgwb_domain;
4342 }
4343
4344 /*
4345  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4346  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4347  */
4348 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4349 {
4350         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4351         int cpu;
4352
4353         for_each_online_cpu(cpu)
4354                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4355         if (x < 0)
4356                 x = 0;
4357         return x;
4358 }
4359
4360 /**
4361  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4362  * @wb: bdi_writeback in question
4363  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4364  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4365  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4366  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4367  *
4368  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4369  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4370  * is a bit more involved.
4371  *
4372  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4373  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4374  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4375  * available memory in the system.  The caller should further cap
4376  * *@pheadroom accordingly.
4377  */
4378 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4379                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4380                          unsigned long *pwriteback)
4381 {
4382         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4383         struct mem_cgroup *parent;
4384
4385         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4386
4387         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4388         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4389                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4390         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4391
4392         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4393                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4394                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4395                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4396
4397                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4398                 memcg = parent;
4399         }
4400 }
4401
4402 /*
4403  * Foreign dirty flushing
4404  *
4405  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4406  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4407  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4408  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4409  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4410  * different cgroups isn't a common use-case.
4411  *
4412  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4413  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4414  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4415  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4416  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4417  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4418  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4419  * make writeback of the dirty pages happen.
4420  *
4421  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4422  * severely throttled after making some progress after each
4423  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4424  * completely idle.
4425  *
4426  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4427  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4428  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4429  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4430  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4431  *
4432  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4433  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4434  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4435  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4436  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4437  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4438  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4439  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4440  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4441  *
4442  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4443  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4444  * records are lockless and racy.
4445  */
4446 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4447                                              struct bdi_writeback *wb)
4448 {
4449         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4450         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4451         u64 now = get_jiffies_64();
4452         u64 oldest_at = now;
4453         int oldest = -1;
4454         int i;
4455
4456         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4457
4458         /*
4459          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4460          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4461          * written out.
4462          */
4463         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4464                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4465                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4466                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4467                         break;
4468                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4469                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4470                         oldest = i;
4471                         oldest_at = frn->at;
4472                 }
4473         }
4474
4475         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4476                 /*
4477                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4478                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4479                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4480                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4481                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4482                  */
4483                 unsigned long update_intv =
4484                         min_t(unsigned long, HZ,
4485                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4486
4487                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4488                         frn->at = now;
4489         } else if (oldest >= 0) {
4490                 /* replace the oldest free one */
4491                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4492                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4493                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4494                 frn->at = now;
4495         }
4496 }
4497
4498 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4499 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4500 {
4501         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4502         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4503         u64 now = jiffies_64;
4504         int i;
4505
4506         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4507                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4508
4509                 /*
4510                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4511                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4512                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4513                  * already one in flight.
4514                  */
4515                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4516                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4517                         frn->at = 0;
4518                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4519                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4520                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4521                                                &frn->done);
4522                 }
4523         }
4524 }
4525
4526 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4527
4528 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4529 {
4530         return 0;
4531 }
4532
4533 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4534 {
4535 }
4536
4537 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4538 {
4539 }
4540
4541 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4542
4543 /*
4544  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4545  *
4546  * "cgroup.event_control" implementation.
4547  *
4548  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4549  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4550  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4551  *
4552  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4553  * possible.
4554  */
4555
4556 /*
4557  * Unregister event and free resources.
4558  *
4559  * Gets called from workqueue.
4560  */
4561 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4562 {
4563         struct mem_cgroup_event *event =
4564                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4565         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4566
4567         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4568
4569         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4570
4571         /* Notify userspace the event is going away. */
4572         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4573
4574         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4575         kfree(event);
4576         css_put(&memcg->css);
4577 }
4578
4579 /*
4580  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4581  *
4582  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4583  */
4584 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4585                             int sync, void *key)
4586 {
4587         struct mem_cgroup_event *event =
4588                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4589         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4590         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4591
4592         if (flags & EPOLLHUP) {
4593                 /*
4594                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4595                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4596                  * for us.
4597                  *
4598                  * We can't race against event freeing since the other
4599                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4600                  * which we hold.
4601                  */
4602                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4603                 if (!list_empty(&event->list)) {
4604                         list_del_init(&event->list);
4605                         /*
4606                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4607                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4608                          */
4609                         schedule_work(&event->remove);
4610                 }
4611                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4612         }
4613
4614         return 0;
4615 }
4616
4617 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4618                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4619 {
4620         struct mem_cgroup_event *event =
4621                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4622
4623         event->wqh = wqh;
4624         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4625 }
4626
4627 /*
4628  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4629  *
4630  * Parse input and register new cgroup event handler.
4631  *
4632  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4633  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4634  */
4635 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4636                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4637 {
4638         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4639         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4640         struct mem_cgroup_event *event;
4641         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4642         unsigned int efd, cfd;
4643         struct fd efile;
4644         struct fd cfile;
4645         const char *name;
4646         char *endp;
4647         int ret;
4648
4649         buf = strstrip(buf);
4650
4651         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4652         if (*endp != ' ')
4653                 return -EINVAL;
4654         buf = endp + 1;
4655
4656         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4657         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4658                 return -EINVAL;
4659         buf = endp + 1;
4660
4661         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4662         if (!event)
4663                 return -ENOMEM;
4664
4665         event->memcg = memcg;
4666         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4667         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4668         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4669         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4670
4671         efile = fdget(efd);
4672         if (!efile.file) {
4673                 ret = -EBADF;
4674                 goto out_kfree;
4675         }
4676
4677         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4678         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4679                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4680                 goto out_put_efile;
4681         }
4682
4683         cfile = fdget(cfd);
4684         if (!cfile.file) {
4685                 ret = -EBADF;
4686                 goto out_put_eventfd;
4687         }
4688
4689         /* the process need read permission on control file */
4690         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4691         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4692         if (ret < 0)
4693                 goto out_put_cfile;
4694
4695         /*
4696          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4697          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4698          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4699          * is for compatibility anyway.
4700          *
4701          * DO NOT ADD NEW FILES.
4702          */
4703         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4704
4705         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4706                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4707                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4708         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4709                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4710                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4711         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4712                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4713                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4714         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4715                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4716                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4717         } else {
4718                 ret = -EINVAL;
4719                 goto out_put_cfile;
4720         }
4721
4722         /*
4723          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4724          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4725          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4726          */
4727         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4728                                                &memory_cgrp_subsys);
4729         ret = -EINVAL;
4730         if (IS_ERR(cfile_css))
4731                 goto out_put_cfile;
4732         if (cfile_css != css) {
4733                 css_put(cfile_css);
4734                 goto out_put_cfile;
4735         }
4736
4737         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4738         if (ret)
4739                 goto out_put_css;
4740
4741         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4742
4743         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4744         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4745         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4746
4747         fdput(cfile);
4748         fdput(efile);
4749
4750         return nbytes;
4751
4752 out_put_css:
4753         css_put(css);
4754 out_put_cfile:
4755         fdput(cfile);
4756 out_put_eventfd:
4757         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4758 out_put_efile:
4759         fdput(efile);
4760 out_kfree:
4761         kfree(event);
4762
4763         return ret;
4764 }
4765
4766 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4767         {
4768                 .name = "usage_in_bytes",
4769                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4770                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4771         },
4772         {
4773                 .name = "max_usage_in_bytes",
4774                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4775                 .write = mem_cgroup_reset,
4776                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4777         },
4778         {
4779                 .name = "limit_in_bytes",
4780                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4781                 .write = mem_cgroup_write,
4782                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4783         },
4784         {
4785                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4786                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4787                 .write = mem_cgroup_write,
4788                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4789         },
4790         {
4791                 .name = "failcnt",
4792                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4793                 .write = mem_cgroup_reset,
4794                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4795         },
4796         {
4797                 .name = "stat",
4798                 .seq_show = memcg_stat_show,
4799         },
4800         {
4801                 .name = "force_empty",
4802                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4803         },
4804         {
4805                 .name = "use_hierarchy",
4806                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4807                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4808         },
4809         {
4810                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4811                 .write = memcg_write_event_control,
4812                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4813         },
4814         {
4815                 .name = "swappiness",
4816                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4817                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4818         },
4819         {
4820                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4821                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4822                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4823         },
4824         {
4825                 .name = "oom_control",
4826                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4827                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4828                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4829         },
4830         {
4831                 .name = "pressure_level",
4832         },
4833 #ifdef CONFIG_NUMA
4834         {
4835                 .name = "numa_stat",
4836                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4837         },
4838 #endif
4839         {
4840                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4841                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4842                 .write = mem_cgroup_write,
4843                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4844         },
4845         {
4846                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4847                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4848                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4849         },
4850         {
4851                 .name = "kmem.failcnt",
4852                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4853                 .write = mem_cgroup_reset,
4854                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4855         },
4856         {
4857                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4858                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4859                 .write = mem_cgroup_reset,
4860                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4861         },
4862 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4863         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4864         {
4865                 .name = "kmem.slabinfo",
4866                 .seq_start = memcg_slab_start,
4867                 .seq_next = memcg_slab_next,
4868                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4869                 .seq_show = memcg_slab_show,
4870         },
4871 #endif
4872         {
4873                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4875                 .write = mem_cgroup_write,
4876                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4877         },
4878         {
4879                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4880                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4881                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4882         },
4883         {
4884                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4885                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4886                 .write = mem_cgroup_reset,
4887                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4888         },
4889         {
4890                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4891                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4892                 .write = mem_cgroup_reset,
4893                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4894         },
4895         { },    /* terminate */
4896 };
4897
4898 /*
4899  * Private memory cgroup IDR
4900  *
4901  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4902  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4903  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4904  * memory-controlled cgroups to 64k.
4905  *
4906  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4907  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4908  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4909  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4910  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4911  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4912  *
4913  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4914  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4915  * when the CSS is offlined.
4916  *
4917  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4918  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4919  * those references are manageable from userspace.
4920  */
4921
4922 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4923
4924 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4925 {
4926         if (memcg->id.id > 0) {
4927                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4928                 memcg->id.id = 0;
4929         }
4930 }
4931
4932 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
4933                                                   unsigned int n)
4934 {
4935         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4936 }
4937
4938 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4939 {
4940         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4941                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4942
4943                 /* Memcg ID pins CSS */
4944                 css_put(&memcg->css);
4945         }
4946 }
4947
4948 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4949 {
4950         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4951 }
4952
4953 /**
4954  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4955  * @id: the memcg id to look up
4956  *
4957  * Caller must hold rcu_read_lock().
4958  */
4959 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4960 {
4961         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4962         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4963 }
4964
4965 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4966 {
4967         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4968         int tmp = node;
4969         /*
4970          * This routine is called against possible nodes.
4971          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4972          *
4973          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4974          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4975          *       function.
4976          */
4977         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4978                 tmp = -1;
4979         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4980         if (!pn)
4981                 return 1;
4982
4983         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4984         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4985                 kfree(pn);
4986                 return 1;
4987         }
4988
4989         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4990         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4991                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4992                 kfree(pn);
4993                 return 1;
4994         }
4995
4996         lruvec_init(&pn->lruvec);
4997         pn->usage_in_excess = 0;
4998         pn->on_tree = false;
4999         pn->memcg = memcg;
5000
5001         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5002         return 0;
5003 }
5004
5005 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5006 {
5007         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5008
5009         if (!pn)
5010                 return;
5011
5012         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5013         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5014         kfree(pn);
5015 }
5016
5017 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5018 {
5019         int node;
5020
5021         for_each_node(node)
5022                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5023         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5024         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5025         kfree(memcg);
5026 }
5027
5028 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5029 {
5030         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5031         /*
5032          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5033          * on parent's and all ancestor levels.
5034          */
5035         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5036         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5037         __mem_cgroup_free(memcg);
5038 }
5039
5040 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5041 {
5042         struct mem_cgroup *memcg;
5043         unsigned int size;
5044         int node;
5045         int __maybe_unused i;
5046         long error = -ENOMEM;
5047
5048         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5049         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5050
5051         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5052         if (!memcg)
5053                 return ERR_PTR(error);
5054
5055         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5056                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5057                                  GFP_KERNEL);
5058         if (memcg->id.id < 0) {
5059                 error = memcg->id.id;
5060                 goto fail;
5061         }
5062
5063         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5064         if (!memcg->vmstats_local)
5065                 goto fail;
5066
5067         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5068         if (!memcg->vmstats_percpu)
5069                 goto fail;
5070
5071         for_each_node(node)
5072                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5073                         goto fail;
5074
5075         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5076                 goto fail;
5077
5078         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5079         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5080         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5081         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5082         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5083         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5084         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5085         memcg->socket_pressure = jiffies;
5086 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5087         memcg->kmemcg_id = -1;
5088 #endif
5089 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5090         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5091         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5092                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5093                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5094 #endif
5095 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5096         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5097         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5098         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5099 #endif
5100         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5101         return memcg;
5102 fail:
5103         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5104         __mem_cgroup_free(memcg);
5105         return ERR_PTR(error);
5106 }
5107
5108 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5109 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5110 {
5111         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5112         struct mem_cgroup *memcg;
5113         long error = -ENOMEM;
5114
5115         memcg = mem_cgroup_alloc();
5116         if (IS_ERR(memcg))
5117                 return ERR_CAST(memcg);
5118
5119         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5120         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5121         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5122         if (parent) {
5123                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5124                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5125         }
5126         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5127                 memcg->use_hierarchy = true;
5128                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5129                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5130                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5131                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5132                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5133         } else {
5134                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5135                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5136                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5137                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5138                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5139                 /*
5140                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5141                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5142                  * unfortunate state in our controller.
5143                  */
5144                 if (parent != root_mem_cgroup)
5145                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5146         }
5147
5148         /* The following stuff does not apply to the root */
5149         if (!parent) {
5150 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5151                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5152 #endif
5153                 root_mem_cgroup = memcg;
5154                 return &memcg->css;
5155         }
5156
5157         error = memcg_online_kmem(memcg);
5158         if (error)
5159                 goto fail;
5160
5161         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5162                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5163
5164         return &memcg->css;
5165 fail:
5166         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5167         mem_cgroup_free(memcg);
5168         return ERR_PTR(error);
5169 }
5170
5171 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5172 {
5173         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5174
5175         /*
5176          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5177          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5178          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5179          */
5180         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5181                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5182                 return -ENOMEM;
5183         }
5184
5185         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5186         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5187         css_get(css);
5188         return 0;
5189 }
5190
5191 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5192 {
5193         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5194         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5195
5196         /*
5197          * Unregister events and notify userspace.
5198          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5199          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5200          */
5201         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5202         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5203                 list_del_init(&event->list);
5204                 schedule_work(&event->remove);
5205         }
5206         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5207
5208         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5209         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5210
5211         memcg_offline_kmem(memcg);
5212         wb_memcg_offline(memcg);
5213
5214         drain_all_stock(memcg);
5215
5216         mem_cgroup_id_put(memcg);
5217 }
5218
5219 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5220 {
5221         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5222
5223         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5224 }
5225
5226 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5227 {
5228         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5229         int __maybe_unused i;
5230
5231 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5232         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5233                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5234 #endif
5235         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5236                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5237
5238         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5239                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5240
5241         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5242         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5243         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5244         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5245         memcg_free_kmem(memcg);
5246         mem_cgroup_free(memcg);
5247 }
5248
5249 /**
5250  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5251  * @css: the target css
5252  *
5253  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5254  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5255  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5256  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5257  * made visible again.
5258  *
5259  * The current implementation only resets the essential configurations.
5260  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5261  */
5262 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5263 {
5264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5265
5266         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5267         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5268         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5269         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5270         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5271         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5272         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5273         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5274         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5275         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5276         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5277 }
5278
5279 #ifdef CONFIG_MMU
5280 /* Handlers for move charge at task migration. */
5281 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5282 {
5283         int ret;
5284
5285         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5286         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5287         if (!ret) {
5288                 mc.precharge += count;
5289                 return ret;
5290         }
5291
5292         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5293         while (count--) {
5294                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5295                 if (ret)
5296                         return ret;
5297                 mc.precharge++;
5298                 cond_resched();
5299         }
5300         return 0;
5301 }
5302
5303 union mc_target {
5304         struct page     *page;
5305         swp_entry_t     ent;
5306 };
5307
5308 enum mc_target_type {
5309         MC_TARGET_NONE = 0,
5310         MC_TARGET_PAGE,
5311         MC_TARGET_SWAP,
5312         MC_TARGET_DEVICE,
5313 };
5314
5315 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5316                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5317 {
5318         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5319
5320         if (!page || !page_mapped(page))
5321                 return NULL;
5322         if (PageAnon(page)) {
5323                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5324                         return NULL;
5325         } else {
5326                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5327                         return NULL;
5328         }
5329         if (!get_page_unless_zero(page))
5330                 return NULL;
5331
5332         return page;
5333 }
5334
5335 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5336 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5337                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5338 {
5339         struct page *page = NULL;
5340         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5341
5342         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5343                 return NULL;
5344
5345         /*
5346          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5347          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5348          * as special swap entry in the CPU page table.
5349          */
5350         if (is_device_private_entry(ent)) {
5351                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5352                 /*
5353                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5354                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5355                  */
5356                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5357                         return NULL;
5358                 return page;
5359         }
5360
5361         /*
5362          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5363          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5364          */
5365         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5366         if (do_memsw_account())
5367                 entry->val = ent.val;
5368
5369         return page;
5370 }
5371 #else
5372 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5373                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5374 {
5375         return NULL;
5376 }
5377 #endif
5378
5379 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5380                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5381 {
5382         struct page *page = NULL;
5383         struct address_space *mapping;
5384         pgoff_t pgoff;
5385
5386         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5387                 return NULL;
5388         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5389                 return NULL;
5390
5391         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5392         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5393
5394         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5395 #ifdef CONFIG_SWAP
5396         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5397         if (shmem_mapping(mapping)) {
5398                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5399                 if (xa_is_value(page)) {
5400                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5401                         if (do_memsw_account())
5402                                 *entry = swp;
5403                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5404                                              swp_offset(swp));
5405                 }
5406         } else
5407                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5408 #else
5409         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5410 #endif
5411         return page;
5412 }
5413
5414 /**
5415  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5416  * @page: the page
5417  * @compound: charge the page as compound or small page
5418  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5419  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5420  *
5421  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5422  *
5423  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5424  * from old cgroup.
5425  */
5426 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5427                                    bool compound,
5428                                    struct mem_cgroup *from,
5429                                    struct mem_cgroup *to)
5430 {
5431         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5432         struct pglist_data *pgdat;
5433         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5434         int ret;
5435
5436         VM_BUG_ON(from == to);
5437         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5438         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5439
5440         /*
5441          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5442          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5443          */
5444         ret = -EBUSY;
5445         if (!trylock_page(page))
5446                 goto out;
5447
5448         ret = -EINVAL;
5449         if (page->mem_cgroup != from)
5450                 goto out_unlock;
5451
5452         pgdat = page_pgdat(page);
5453         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5454         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5455
5456         lock_page_memcg(page);
5457
5458         if (!PageAnon(page)) {
5459                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5460                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5461
5462                 if (PageSwapBacked(page)) {
5463                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5464                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5465                 }
5466
5467                 if (page_mapped(page)) {
5468                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5469                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5470                 }
5471
5472                 if (PageDirty(page)) {
5473                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5474
5475                         if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5476                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5477                                                    -nr_pages);
5478                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5479                                                    nr_pages);
5480                         }
5481                 }
5482         }
5483
5484         if (PageWriteback(page)) {
5485                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5486                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5487         }
5488
5489         /*
5490          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5491          *
5492          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5493          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5494          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5495          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5496          *
5497          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5498          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5499          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5500          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5501          */
5502         smp_mb();
5503
5504         page->mem_cgroup = to;  /* caller should have done css_get */
5505
5506         __unlock_page_memcg(from);
5507
5508         ret = 0;
5509
5510         local_irq_disable();
5511         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5512         memcg_check_events(to, page);
5513         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5514         memcg_check_events(from, page);
5515         local_irq_enable();
5516 out_unlock:
5517         unlock_page(page);
5518 out:
5519         return ret;
5520 }
5521
5522 /**
5523  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5524  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5525  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5526  * @ptent: the pte to be checked
5527  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5528  *
5529  * Returns
5530  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5531  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5532  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5533  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5534  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5535  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5536  *     in target->ent.
5537  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5538  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5539  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5540  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5541  *     regular page.
5542  *
5543  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5544  *
5545  * Called with pte lock held.
5546  */
5547
5548 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5549                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5550 {
5551         struct page *page = NULL;
5552         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5553         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5554
5555         if (pte_present(ptent))
5556                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5557         else if (is_swap_pte(ptent))
5558                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5559         else if (pte_none(ptent))
5560                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5561
5562         if (!page && !ent.val)
5563                 return ret;
5564         if (page) {
5565                 /*
5566                  * Do only loose check w/o serialization.
5567                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5568                  * not under LRU exclusion.
5569                  */
5570                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5571                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5572                         if (is_device_private_page(page))
5573                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5574                         if (target)
5575                                 target->page = page;
5576                 }
5577                 if (!ret || !target)
5578                         put_page(page);
5579         }
5580         /*
5581          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5582          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5583          */
5584         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5585             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5586                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5587                 if (target)
5588                         target->ent = ent;
5589         }
5590         return ret;
5591 }
5592
5593 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5594 /*
5595  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5596  * not support them for now.
5597  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5598  */
5599 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5600                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5601 {
5602         struct page *page = NULL;
5603         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5604
5605         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5606                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5607                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5608                 return ret;
5609         }
5610         page = pmd_page(pmd);
5611         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5612         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5613                 return ret;
5614         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5615                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5616                 if (target) {
5617                         get_page(page);
5618                         target->page = page;
5619                 }
5620         }
5621         return ret;
5622 }
5623 #else
5624 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5625                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5626 {
5627         return MC_TARGET_NONE;
5628 }
5629 #endif
5630
5631 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5632                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5633                                         struct mm_walk *walk)
5634 {
5635         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5636         pte_t *pte;
5637         spinlock_t *ptl;
5638
5639         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5640         if (ptl) {
5641                 /*
5642                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5643                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5644                  * this might change.
5645                  */
5646                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5647                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5648                 spin_unlock(ptl);
5649                 return 0;
5650         }
5651
5652         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5653                 return 0;
5654         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5655         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5656                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5657                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5658         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5659         cond_resched();
5660
5661         return 0;
5662 }
5663
5664 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5665         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5666 };
5667
5668 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5669 {
5670         unsigned long precharge;
5671
5672         down_read(&mm->mmap_sem);
5673         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5674         up_read(&mm->mmap_sem);
5675
5676         precharge = mc.precharge;
5677         mc.precharge = 0;
5678
5679         return precharge;
5680 }
5681
5682 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5683 {
5684         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5685
5686         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5687         mc.moving_task = current;
5688         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5689 }
5690
5691 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5692 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5693 {
5694         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5695         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5696
5697         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5698         if (mc.precharge) {
5699                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5700                 mc.precharge = 0;
5701         }
5702         /*
5703          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5704          * we must uncharge here.
5705          */
5706         if (mc.moved_charge) {
5707                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5708                 mc.moved_charge = 0;
5709         }
5710         /* we must fixup refcnts and charges */
5711         if (mc.moved_swap) {
5712                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5713                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5714                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5715
5716                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5717
5718                 /*
5719                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5720                  * should uncharge to->memory.
5721                  */
5722                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5723                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5724
5725                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5726                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5727
5728                 mc.moved_swap = 0;
5729         }
5730         memcg_oom_recover(from);
5731         memcg_oom_recover(to);
5732         wake_up_all(&mc.waitq);
5733 }
5734
5735 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5736 {
5737         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5738
5739         /*
5740          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5741          * task migration.
5742          */
5743         mc.moving_task = NULL;
5744         __mem_cgroup_clear_mc();
5745         spin_lock(&mc.lock);
5746         mc.from = NULL;
5747         mc.to = NULL;
5748         mc.mm = NULL;
5749         spin_unlock(&mc.lock);
5750
5751         mmput(mm);
5752 }
5753
5754 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5755 {
5756         struct cgroup_subsys_state *css;
5757         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5758         struct mem_cgroup *from;
5759         struct task_struct *leader, *p;
5760         struct mm_struct *mm;
5761         unsigned long move_flags;
5762         int ret = 0;
5763
5764         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5765         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5766                 return 0;
5767
5768         /*
5769          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5770          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5771          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5772          * multiple.
5773          */
5774         p = NULL;
5775         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5776                 WARN_ON_ONCE(p);
5777                 p = leader;
5778                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5779         }
5780         if (!p)
5781                 return 0;
5782
5783         /*
5784          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5785          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5786          * So we need to save it, and keep it going.
5787          */
5788         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5789         if (!move_flags)
5790                 return 0;
5791
5792         from = mem_cgroup_from_task(p);
5793
5794         VM_BUG_ON(from == memcg);
5795
5796         mm = get_task_mm(p);
5797         if (!mm)
5798                 return 0;
5799         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5800         if (mm->owner == p) {
5801                 VM_BUG_ON(mc.from);
5802                 VM_BUG_ON(mc.to);
5803                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5804                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5805                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5806
5807                 spin_lock(&mc.lock);
5808                 mc.mm = mm;
5809                 mc.from = from;
5810                 mc.to = memcg;
5811                 mc.flags = move_flags;
5812                 spin_unlock(&mc.lock);
5813                 /* We set mc.moving_task later */
5814
5815                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5816                 if (ret)
5817                         mem_cgroup_clear_mc();
5818         } else {
5819                 mmput(mm);
5820         }
5821         return ret;
5822 }
5823
5824 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5825 {
5826         if (mc.to)
5827                 mem_cgroup_clear_mc();
5828 }
5829
5830 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5831                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5832                                 struct mm_walk *walk)
5833 {
5834         int ret = 0;
5835         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5836         pte_t *pte;
5837         spinlock_t *ptl;
5838         enum mc_target_type target_type;
5839         union mc_target target;
5840         struct page *page;
5841
5842         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5843         if (ptl) {
5844                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5845                         spin_unlock(ptl);
5846                         return 0;
5847                 }
5848                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5849                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5850                         page = target.page;
5851                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5852                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5853                                                              mc.from, mc.to)) {
5854                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5855                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5856                                 }
5857                                 putback_lru_page(page);
5858                         }
5859                         put_page(page);
5860                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5861                         page = target.page;
5862                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5863                                                      mc.from, mc.to)) {
5864                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5865                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5866                         }
5867                         put_page(page);
5868                 }
5869                 spin_unlock(ptl);
5870                 return 0;
5871         }
5872
5873         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5874                 return 0;
5875 retry:
5876         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5877         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5878                 pte_t ptent = *(pte++);
5879                 bool device = false;
5880                 swp_entry_t ent;
5881
5882                 if (!mc.precharge)
5883                         break;
5884
5885                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5886                 case MC_TARGET_DEVICE:
5887                         device = true;
5888                         fallthrough;
5889                 case MC_TARGET_PAGE:
5890                         page = target.page;
5891                         /*
5892                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5893                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5894                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5895                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5896                          */
5897                         if (PageTransCompound(page))
5898                                 goto put;
5899                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5900                                 goto put;
5901                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5902                                                 mc.from, mc.to)) {
5903                                 mc.precharge--;
5904                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5905                                 mc.moved_charge++;
5906                         }
5907                         if (!device)
5908                                 putback_lru_page(page);
5909 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5910                         put_page(page);
5911                         break;
5912                 case MC_TARGET_SWAP:
5913                         ent = target.ent;
5914                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5915                                 mc.precharge--;
5916                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5917                                 mc.moved_swap++;
5918                         }
5919                         break;
5920                 default:
5921                         break;
5922                 }
5923         }
5924         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5925         cond_resched();
5926
5927         if (addr != end) {
5928                 /*
5929                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5930                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5931                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5932                  * phase.
5933                  */
5934                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5935                 if (!ret)
5936                         goto retry;
5937         }
5938
5939         return ret;
5940 }
5941
5942 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
5943         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5944 };
5945
5946 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5947 {
5948         lru_add_drain_all();
5949         /*
5950          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5951          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5952          * for already started RCU-only updates to finish.
5953          */
5954         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5955         synchronize_rcu();
5956 retry:
5957         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5958                 /*
5959                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5960                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5961                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5962                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5963                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5964                  */
5965                 __mem_cgroup_clear_mc();
5966                 cond_resched();
5967                 goto retry;
5968         }
5969         /*
5970          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5971          * additional charge, the page walk just aborts.
5972          */
5973         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
5974                         NULL);
5975
5976         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5977         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5978 }
5979
5980 static void mem_cgroup_move_task(void)
5981 {
5982         if (mc.to) {
5983                 mem_cgroup_move_charge();
5984                 mem_cgroup_clear_mc();
5985         }
5986 }
5987 #else   /* !CONFIG_MMU */
5988 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5989 {
5990         return 0;
5991 }
5992 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5993 {
5994 }
5995 static void mem_cgroup_move_task(void)
5996 {
5997 }
5998 #endif
5999
6000 /*
6001  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6002  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6003  * attempt.
6004  */
6005 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6006 {
6007         /*
6008          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6009          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6010          * on for the root memcg is enough.
6011          */
6012         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6013                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6014         else
6015                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6016 }
6017
6018 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6019 {
6020         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6021                 seq_puts(m, "max\n");
6022         else
6023                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6024
6025         return 0;
6026 }
6027
6028 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6029                                struct cftype *cft)
6030 {
6031         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6032
6033         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6034 }
6035
6036 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6037 {
6038         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6039                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6040 }
6041
6042 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6043                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6044 {
6045         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6046         unsigned long min;
6047         int err;
6048
6049         buf = strstrip(buf);
6050         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6051         if (err)
6052                 return err;
6053
6054         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6055
6056         return nbytes;
6057 }
6058
6059 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6060 {
6061         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6062                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6063 }
6064
6065 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6066                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6067 {
6068         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6069         unsigned long low;
6070         int err;
6071
6072         buf = strstrip(buf);
6073         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6074         if (err)
6075                 return err;
6076
6077         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6078
6079         return nbytes;
6080 }
6081
6082 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6083 {
6084         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6085                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6086 }
6087
6088 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6089                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6090 {
6091         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6092         unsigned int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6093         bool drained = false;
6094         unsigned long high;
6095         int err;
6096
6097         buf = strstrip(buf);
6098         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6099         if (err)
6100                 return err;
6101
6102         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6103
6104         for (;;) {
6105                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6106                 unsigned long reclaimed;
6107
6108                 if (nr_pages <= high)
6109                         break;
6110
6111                 if (signal_pending(current))
6112                         break;
6113
6114                 if (!drained) {
6115                         drain_all_stock(memcg);
6116                         drained = true;
6117                         continue;
6118                 }
6119
6120                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6121                                                          GFP_KERNEL, true);
6122
6123                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6124                         break;
6125         }
6126
6127         return nbytes;
6128 }
6129
6130 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6131 {
6132         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6133                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6134 }
6135
6136 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6137                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6138 {
6139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6140         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6141         bool drained = false;
6142         unsigned long max;
6143         int err;
6144
6145         buf = strstrip(buf);
6146         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6147         if (err)
6148                 return err;
6149
6150         xchg(&memcg->memory.max, max);
6151
6152         for (;;) {
6153                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6154
6155                 if (nr_pages <= max)
6156                         break;
6157
6158                 if (signal_pending(current))
6159                         break;
6160
6161                 if (!drained) {
6162                         drain_all_stock(memcg);
6163                         drained = true;
6164                         continue;
6165                 }
6166
6167                 if (nr_reclaims) {
6168                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6169                                                           GFP_KERNEL, true))
6170                                 nr_reclaims--;
6171                         continue;
6172                 }
6173
6174                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6175                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6176                         break;
6177         }
6178
6179         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6180         return nbytes;
6181 }
6182
6183 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6184 {
6185         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6186         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6187         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6188         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6189         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6190                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6191 }
6192
6193 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6194 {
6195         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6196
6197         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6198         return 0;
6199 }
6200
6201 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6202 {
6203         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6204
6205         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6206         return 0;
6207 }
6208
6209 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6210 {
6211         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6212         char *buf;
6213
6214         buf = memory_stat_format(memcg);
6215         if (!buf)
6216                 return -ENOMEM;
6217         seq_puts(m, buf);
6218         kfree(buf);
6219         return 0;
6220 }
6221
6222 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6223 {
6224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6225
6226         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6227
6228         return 0;
6229 }
6230
6231 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6232                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6233 {
6234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6235         int ret, oom_group;
6236
6237         buf = strstrip(buf);
6238         if (!buf)
6239                 return -EINVAL;
6240
6241         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6242         if (ret)
6243                 return ret;
6244
6245         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6246                 return -EINVAL;
6247
6248         memcg->oom_group = oom_group;
6249
6250         return nbytes;
6251 }
6252
6253 static struct cftype memory_files[] = {
6254         {
6255                 .name = "current",
6256                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6257                 .read_u64 = memory_current_read,
6258         },
6259         {
6260                 .name = "min",
6261                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6262                 .seq_show = memory_min_show,
6263                 .write = memory_min_write,
6264         },
6265         {
6266                 .name = "low",
6267                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6268                 .seq_show = memory_low_show,
6269                 .write = memory_low_write,
6270         },
6271         {
6272                 .name = "high",
6273                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6274                 .seq_show = memory_high_show,
6275                 .write = memory_high_write,
6276         },
6277         {
6278                 .name = "max",
6279                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6280                 .seq_show = memory_max_show,
6281                 .write = memory_max_write,
6282         },
6283         {
6284                 .name = "events",
6285                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6286                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6287                 .seq_show = memory_events_show,
6288         },
6289         {
6290                 .name = "events.local",
6291                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6292                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6293                 .seq_show = memory_events_local_show,
6294         },
6295         {
6296                 .name = "stat",
6297                 .seq_show = memory_stat_show,
6298         },
6299         {
6300                 .name = "oom.group",
6301                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6302                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6303                 .write = memory_oom_group_write,
6304         },
6305         { }     /* terminate */
6306 };
6307
6308 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6309         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6310         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6311         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6312         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6313         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6314         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6315         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6316         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6317         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6318         .bind = mem_cgroup_bind,
6319         .dfl_cftypes = memory_files,
6320         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6321         .early_init = 0,
6322 };
6323
6324 /*
6325  * This function calculates an individual cgroup's effective
6326  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6327  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6328  * distribution in the tree.
6329  *
6330  * The following rules apply to the effective protection values:
6331  *
6332  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6333  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6334  *
6335  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6336  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6337  *    parent's effective protection.
6338  *
6339  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6340  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6341  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6342  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6343  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6344  *
6345  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6346  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6347  *    the unused remainder is available to its siblings.
6348  *
6349  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6350  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6351  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6352  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6353  *
6354  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6355  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6356  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6357  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6358  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6359  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6360  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6361  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6362  *
6363  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6364  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6365  * neighboring subtrees.
6366  */
6367 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6368                                           unsigned long parent_usage,
6369                                           unsigned long setting,
6370                                           unsigned long parent_effective,
6371                                           unsigned long siblings_protected)
6372 {
6373         unsigned long protected;
6374         unsigned long ep;
6375
6376         protected = min(usage, setting);
6377         /*
6378          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6379          * protection then what the parent affords them, distribute
6380          * shares in proportion to utilization.
6381          *
6382          * We are using actual utilization rather than the statically
6383          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6384          * but unused protection is available to siblings that would
6385          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6386          */
6387         if (siblings_protected > parent_effective)
6388                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6389
6390         /*
6391          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6392          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6393          * and utilizes is effectively protected.
6394          *
6395          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6396          * will apply pressure in proportion to that amount.
6397          *
6398          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6399          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6400          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6401          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6402          * protection is always dependent on how memory is actually
6403          * consumed among the siblings anyway.
6404          */
6405         ep = protected;
6406
6407         /*
6408          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6409          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6410          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6411          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6412          * other compete freely over the allowance, but they are
6413          * collectively protected from neighboring trees.
6414          *
6415          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6416          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6417          * the same bytes twice.
6418          */
6419         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6420                 return ep;
6421
6422         if (parent_effective > siblings_protected && usage > protected) {
6423                 unsigned long unclaimed;
6424
6425                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6426                 unclaimed *= usage - protected;
6427                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6428
6429                 ep += unclaimed;
6430         }
6431
6432         return ep;
6433 }
6434
6435 /**
6436  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6437  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6438  * @memcg: the memory cgroup to check
6439  *
6440  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6441  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6442  *
6443  * Returns one of the following:
6444  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6445  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6446  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6447  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6448  */
6449 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6450                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6451 {
6452         unsigned long usage, parent_usage;
6453         struct mem_cgroup *parent;
6454
6455         if (mem_cgroup_disabled())
6456                 return MEMCG_PROT_NONE;
6457
6458         if (!root)
6459                 root = root_mem_cgroup;
6460         if (memcg == root)
6461                 return MEMCG_PROT_NONE;
6462
6463         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6464         if (!usage)
6465                 return MEMCG_PROT_NONE;
6466
6467         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6468         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6469         if (!parent)
6470                 return MEMCG_PROT_NONE;
6471
6472         if (parent == root) {
6473                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6474                 memcg->memory.elow = memcg->memory.low;
6475                 goto out;
6476         }
6477
6478         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6479
6480         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6481                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6482                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6483                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6484
6485         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6486                         memcg->memory.low, READ_ONCE(parent->memory.elow),
6487                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6488
6489 out:
6490         if (usage <= memcg->memory.emin)
6491                 return MEMCG_PROT_MIN;
6492         else if (usage <= memcg->memory.elow)
6493                 return MEMCG_PROT_LOW;
6494         else
6495                 return MEMCG_PROT_NONE;
6496 }
6497
6498 /**
6499  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6500  * @page: page to charge
6501  * @mm: mm context of the victim
6502  * @gfp_mask: reclaim mode
6503  * @memcgp: charged memcg return
6504  *
6505  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6506  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6507  *
6508  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6509  * Otherwise, an error code is returned.
6510  *
6511  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6512  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6513  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6514  */
6515 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6516                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6517 {
6518         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6519         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6520         int ret = 0;
6521
6522         if (mem_cgroup_disabled())
6523                 goto out;
6524
6525         if (PageSwapCache(page)) {
6526                 /*
6527                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6528                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6529                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6530                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6531                  * in turn serializes uncharging.
6532                  */
6533                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6534                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6535                         goto out;
6536
6537                 if (do_swap_account) {
6538                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6539                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6540
6541                         rcu_read_lock();
6542                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6543                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6544                                 memcg = NULL;
6545                         rcu_read_unlock();
6546                 }
6547         }
6548
6549         if (!memcg)
6550                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6551
6552         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6553
6554         css_put(&memcg->css);
6555 out:
6556         *memcgp = memcg;
6557         return ret;
6558 }
6559
6560 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6561                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
6562 {
6563         int ret;
6564
6565         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp);
6566         if (*memcgp)
6567                 cgroup_throttle_swaprate(page, gfp_mask);
6568         return ret;
6569 }
6570
6571 /**
6572  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6573  * @page: page to charge
6574  * @memcg: memcg to charge the page to
6575  * @lrucare: page might be on LRU already
6576  *
6577  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6578  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6579  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6580  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6581  *
6582  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6583  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6584  *
6585  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6586  */
6587 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6588                               bool lrucare)
6589 {
6590         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6591
6592         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6593         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6594
6595         if (mem_cgroup_disabled())
6596                 return;
6597         /*
6598          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6599          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6600          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6601          */
6602         if (!memcg)
6603                 return;
6604
6605         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6606
6607         local_irq_disable();
6608         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6609         memcg_check_events(memcg, page);
6610         local_irq_enable();
6611
6612         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6613                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6614                 /*
6615                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6616                  * let's not wait for it.  The page already received a
6617                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6618                  */
6619                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6620         }
6621 }
6622
6623 /**
6624  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6625  * @page: page to charge
6626  * @memcg: memcg to charge the page to
6627  *
6628  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6629  */
6630 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
6631 {
6632         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6633
6634         if (mem_cgroup_disabled())
6635                 return;
6636         /*
6637          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6638          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6639          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6640          */
6641         if (!memcg)
6642                 return;
6643
6644         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6645 }
6646
6647 /**
6648  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6649  * @page: page to charge
6650  * @mm: mm context of the victim
6651  * @gfp_mask: reclaim mode
6652  * @lrucare: page might be on the LRU already
6653  *
6654  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6655  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6656  *
6657  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6658  */
6659 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask,
6660                       bool lrucare)
6661 {
6662         struct mem_cgroup *memcg;
6663         int ret;
6664
6665         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6666
6667         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, &memcg);
6668         if (ret)
6669                 return ret;
6670         mem_cgroup_commit_charge(page, memcg, lrucare);
6671         return 0;
6672 }
6673
6674 struct uncharge_gather {
6675         struct mem_cgroup *memcg;
6676         unsigned long nr_pages;
6677         unsigned long pgpgout;
6678         unsigned long nr_anon;
6679         unsigned long nr_kmem;
6680         unsigned long nr_huge;
6681         struct page *dummy_page;
6682 };
6683
6684 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6685 {
6686         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6687 }
6688
6689 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6690 {
6691         unsigned long flags;
6692
6693         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6694                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6695                 if (do_memsw_account())
6696                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6697                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6698                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6699                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6700         }
6701
6702         local_irq_save(flags);
6703         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6704         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6705         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6706         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6707         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6708         local_irq_restore(flags);
6709
6710         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6711                 css_put_many(&ug->memcg->css, ug->nr_pages);
6712 }
6713
6714 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6715 {
6716         unsigned long nr_pages;
6717
6718         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6719
6720         if (!page->mem_cgroup)
6721                 return;
6722
6723         /*
6724          * Nobody should be changing or seriously looking at
6725          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6726          * exclusive access to the page.
6727          */
6728
6729         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6730                 if (ug->memcg) {
6731                         uncharge_batch(ug);
6732                         uncharge_gather_clear(ug);
6733                 }
6734                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6735         }
6736
6737         nr_pages = compound_nr(page);
6738         ug->nr_pages += nr_pages;
6739
6740         if (!PageKmemcg(page)) {
6741                 if (PageTransHuge(page))
6742                         ug->nr_huge += nr_pages;
6743                 if (PageAnon(page))
6744                         ug->nr_anon += nr_pages;
6745                 ug->pgpgout++;
6746         } else {
6747                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6748                 __ClearPageKmemcg(page);
6749         }
6750
6751         ug->dummy_page = page;
6752         page->mem_cgroup = NULL;
6753 }
6754
6755 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6756 {
6757         struct uncharge_gather ug;
6758         struct list_head *next;
6759
6760         uncharge_gather_clear(&ug);
6761
6762         /*
6763          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6764          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6765          */
6766         next = page_list->next;
6767         do {
6768                 struct page *page;
6769
6770                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6771                 next = page->lru.next;
6772
6773                 uncharge_page(page, &ug);
6774         } while (next != page_list);
6775
6776         if (ug.memcg)
6777                 uncharge_batch(&ug);
6778 }
6779
6780 /**
6781  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6782  * @page: page to uncharge
6783  *
6784  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6785  * mem_cgroup_commit_charge().
6786  */
6787 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6788 {
6789         struct uncharge_gather ug;
6790
6791         if (mem_cgroup_disabled())
6792                 return;
6793
6794         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6795         if (!page->mem_cgroup)
6796                 return;
6797
6798         uncharge_gather_clear(&ug);
6799         uncharge_page(page, &ug);
6800         uncharge_batch(&ug);
6801 }
6802
6803 /**
6804  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6805  * @page_list: list of pages to uncharge
6806  *
6807  * Uncharge a list of pages previously charged with
6808  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6809  */
6810 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6811 {
6812         if (mem_cgroup_disabled())
6813                 return;
6814
6815         if (!list_empty(page_list))
6816                 uncharge_list(page_list);
6817 }
6818
6819 /**
6820  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6821  * @oldpage: currently circulating page
6822  * @newpage: replacement page
6823  *
6824  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6825  * be uncharged upon free.
6826  *
6827  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6828  */
6829 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6830 {
6831         struct mem_cgroup *memcg;
6832         unsigned int nr_pages;
6833         unsigned long flags;
6834
6835         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6836         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6837         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6838         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6839                        newpage);
6840
6841         if (mem_cgroup_disabled())
6842                 return;
6843
6844         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6845         if (newpage->mem_cgroup)
6846                 return;
6847
6848         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6849         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6850         if (!memcg)
6851                 return;
6852
6853         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6854         nr_pages = hpage_nr_pages(newpage);
6855
6856         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6857         if (do_memsw_account())
6858                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6859         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6860
6861         commit_charge(newpage, memcg, false);
6862
6863         local_irq_save(flags);
6864         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6865         memcg_check_events(memcg, newpage);
6866         local_irq_restore(flags);
6867 }
6868
6869 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6870 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6871
6872 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6873 {
6874         struct mem_cgroup *memcg;
6875
6876         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6877                 return;
6878
6879         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6880         if (in_interrupt())
6881                 return;
6882
6883         rcu_read_lock();
6884         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6885         if (memcg == root_mem_cgroup)
6886                 goto out;
6887         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6888                 goto out;
6889         if (css_tryget(&memcg->css))
6890                 sk->sk_memcg = memcg;
6891 out:
6892         rcu_read_unlock();
6893 }
6894
6895 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6896 {
6897         if (sk->sk_memcg)
6898                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6899 }
6900
6901 /**
6902  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6903  * @memcg: memcg to charge
6904  * @nr_pages: number of pages to charge
6905  *
6906  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6907  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6908  */
6909 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6910 {
6911         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6912
6913         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6914                 struct page_counter *fail;
6915
6916                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6917                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6918                         return true;
6919                 }
6920                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6921                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6922                 return false;
6923         }
6924
6925         /* Don't block in the packet receive path */
6926         if (in_softirq())
6927                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6928
6929         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6930
6931         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6932                 return true;
6933
6934         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6935         return false;
6936 }
6937
6938 /**
6939  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6940  * @memcg: memcg to uncharge
6941  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6942  */
6943 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6944 {
6945         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6946                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6947                 return;
6948         }
6949
6950         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6951
6952         refill_stock(memcg, nr_pages);
6953 }
6954
6955 static int __init cgroup_memory(char *s)
6956 {
6957         char *token;
6958
6959         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6960                 if (!*token)
6961                         continue;
6962                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6963                         cgroup_memory_nosocket = true;
6964                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6965                         cgroup_memory_nokmem = true;
6966         }
6967         return 0;
6968 }
6969 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6970
6971 /*
6972  * subsys_initcall() for memory controller.
6973  *
6974  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6975  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6976  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6977  * should be initialized from here.
6978  */
6979 static int __init mem_cgroup_init(void)
6980 {
6981         int cpu, node;
6982
6983 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6984         /*
6985          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6986          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6987          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6988          * destroyed simultaneously.
6989          */
6990         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6991         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6992 #endif
6993
6994         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6995                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6996
6997         for_each_possible_cpu(cpu)
6998                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6999                           drain_local_stock);
7000
7001         for_each_node(node) {
7002                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7003
7004                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7005                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7006
7007                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7008                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7009                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7010                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7011         }
7012
7013         return 0;
7014 }
7015 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7016
7017 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7018 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7019 {
7020         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7021                 /*
7022                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7023                  * always be >= 1.
7024                  */
7025                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7026                         VM_BUG_ON(1);
7027                         break;
7028                 }
7029                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7030                 if (!memcg)
7031                         memcg = root_mem_cgroup;
7032         }
7033         return memcg;
7034 }
7035
7036 /**
7037  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7038  * @page: page whose memsw charge to transfer
7039  * @entry: swap entry to move the charge to
7040  *
7041  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7042  */
7043 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7044 {
7045         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7046         unsigned int nr_entries;
7047         unsigned short oldid;
7048
7049         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7050         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7051
7052         if (!do_memsw_account())
7053                 return;
7054
7055         memcg = page->mem_cgroup;
7056
7057         /* Readahead page, never charged */
7058         if (!memcg)
7059                 return;
7060
7061         /*
7062          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7063          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7064          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7065          */
7066         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7067         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7068         /* Get references for the tail pages, too */
7069         if (nr_entries > 1)
7070                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7071         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7072                                    nr_entries);
7073         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7074         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7075
7076         page->mem_cgroup = NULL;
7077
7078         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7079                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7080
7081         if (memcg != swap_memcg) {
7082                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7083                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7084                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7085         }
7086
7087         /*
7088          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7089          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7090          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7091          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7092          */
7093         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7094         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7095         memcg_check_events(memcg, page);
7096
7097         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7098                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
7099 }
7100
7101 /**
7102  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7103  * @page: page being added to swap
7104  * @entry: swap entry to charge
7105  *
7106  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7107  *
7108  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7109  */
7110 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7111 {
7112         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7113         struct page_counter *counter;
7114         struct mem_cgroup *memcg;
7115         unsigned short oldid;
7116
7117         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
7118                 return 0;
7119
7120         memcg = page->mem_cgroup;
7121
7122         /* Readahead page, never charged */
7123         if (!memcg)
7124                 return 0;
7125
7126         if (!entry.val) {
7127                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7128                 return 0;
7129         }
7130
7131         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7132
7133         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7134             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7135                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7136                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7137                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7138                 return -ENOMEM;
7139         }
7140
7141         /* Get references for the tail pages, too */
7142         if (nr_pages > 1)
7143                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7144         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7145         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7146         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7147
7148         return 0;
7149 }
7150
7151 /**
7152  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7153  * @entry: swap entry to uncharge
7154  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7155  */
7156 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7157 {
7158         struct mem_cgroup *memcg;
7159         unsigned short id;
7160
7161         if (!do_swap_account)
7162                 return;
7163
7164         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7165         rcu_read_lock();
7166         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7167         if (memcg) {
7168                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7169                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7170                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7171                         else
7172                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7173                 }
7174                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7175                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7176         }
7177         rcu_read_unlock();
7178 }
7179
7180 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7181 {
7182         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7183
7184         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7185                 return nr_swap_pages;
7186         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7187                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7188                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7189                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7190         return nr_swap_pages;
7191 }
7192
7193 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7194 {
7195         struct mem_cgroup *memcg;
7196
7197         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7198
7199         if (vm_swap_full())
7200                 return true;
7201         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7202                 return false;
7203
7204         memcg = page->mem_cgroup;
7205         if (!memcg)
7206                 return false;
7207
7208         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7209                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7210
7211                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7212                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7213                         return true;
7214         }
7215
7216         return false;
7217 }
7218
7219 /* for remember boot option*/
7220 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7221 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7222 #else
7223 static int really_do_swap_account __initdata;
7224 #endif
7225
7226 static int __init enable_swap_account(char *s)
7227 {
7228         if (!strcmp(s, "1"))
7229                 really_do_swap_account = 1;
7230         else if (!strcmp(s, "0"))
7231                 really_do_swap_account = 0;
7232         return 1;
7233 }
7234 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7235
7236 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7237                              struct cftype *cft)
7238 {
7239         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7240
7241         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7242 }
7243
7244 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7245 {
7246         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7247                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7248 }
7249
7250 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7251                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7252 {
7253         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7254         unsigned long high;
7255         int err;
7256
7257         buf = strstrip(buf);
7258         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7259         if (err)
7260                 return err;
7261
7262         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7263
7264         return nbytes;
7265 }
7266
7267 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7268 {
7269         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7270                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7271 }
7272
7273 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7274                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7275 {
7276         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7277         unsigned long max;
7278         int err;
7279
7280         buf = strstrip(buf);
7281         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7282         if (err)
7283                 return err;
7284
7285         xchg(&memcg->swap.max, max);
7286
7287         return nbytes;
7288 }
7289
7290 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7291 {
7292         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7293
7294         seq_printf(m, "high %lu\n",
7295                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7296         seq_printf(m, "max %lu\n",
7297                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7298         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7299                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7300
7301         return 0;
7302 }
7303
7304 static struct cftype swap_files[] = {
7305         {
7306                 .name = "swap.current",
7307                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7308                 .read_u64 = swap_current_read,
7309         },
7310         {
7311                 .name = "swap.high",
7312                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7313                 .seq_show = swap_high_show,
7314                 .write = swap_high_write,
7315         },
7316         {
7317                 .name = "swap.max",
7318                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7319                 .seq_show = swap_max_show,
7320                 .write = swap_max_write,
7321         },
7322         {
7323                 .name = "swap.events",
7324                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7325                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7326                 .seq_show = swap_events_show,
7327         },
7328         { }     /* terminate */
7329 };
7330
7331 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7332         {
7333                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7334                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7335                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7336         },
7337         {
7338                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7339                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7340                 .write = mem_cgroup_reset,
7341                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7342         },
7343         {
7344                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7345                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7346                 .write = mem_cgroup_write,
7347                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7348         },
7349         {
7350                 .name = "memsw.failcnt",
7351                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7352                 .write = mem_cgroup_reset,
7353                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7354         },
7355         { },    /* terminate */
7356 };
7357
7358 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7359 {
7360         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7361                 do_swap_account = 1;
7362                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7363                                                swap_files));
7364                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7365                                                   memsw_cgroup_files));
7366         }
7367         return 0;
7368 }
7369 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7370
7371 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */