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