Merge branch 'pm-qos'
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
77
78 /* Socket memory accounting disabled? */
79 static bool cgroup_memory_nosocket;
80
81 /* Kernel memory accounting disabled? */
82 static bool cgroup_memory_nokmem;
83
84 /* Whether the swap controller is active */
85 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
86 int do_swap_account __read_mostly;
87 #else
88 #define do_swap_account         0
89 #endif
90
91 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
92 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 #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(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
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(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
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_online(&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         struct page *page = virt_to_head_page(p);
763         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
764         struct mem_cgroup *memcg;
765         struct lruvec *lruvec;
766
767         rcu_read_lock();
768         memcg = memcg_from_slab_page(page);
769
770         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
771         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup) {
772                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
773         } else {
774                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
775                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
776         }
777         rcu_read_unlock();
778 }
779
780 /**
781  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
782  * @memcg: the memory cgroup
783  * @idx: the event item
784  * @count: the number of events that occured
785  */
786 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
787                           unsigned long count)
788 {
789         unsigned long x;
790
791         if (mem_cgroup_disabled())
792                 return;
793
794         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
795         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
796                 struct mem_cgroup *mi;
797
798                 /*
799                  * Batch local counters to keep them in sync with
800                  * the hierarchical ones.
801                  */
802                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
803                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
804                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
805                 x = 0;
806         }
807         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
808 }
809
810 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
811 {
812         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
813 }
814
815 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
816 {
817         long x = 0;
818         int cpu;
819
820         for_each_possible_cpu(cpu)
821                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
822         return x;
823 }
824
825 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
826                                          struct page *page,
827                                          bool compound, int nr_pages)
828 {
829         /*
830          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
831          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
832          */
833         if (PageAnon(page))
834                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
835         else {
836                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
837                 if (PageSwapBacked(page))
838                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
839         }
840
841         if (compound) {
842                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
843                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
844         }
845
846         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
847         if (nr_pages > 0)
848                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
849         else {
850                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
851                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
852         }
853
854         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
855 }
856
857 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
858                                        enum mem_cgroup_events_target target)
859 {
860         unsigned long val, next;
861
862         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
863         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
864         /* from time_after() in jiffies.h */
865         if ((long)(next - val) < 0) {
866                 switch (target) {
867                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
868                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
869                         break;
870                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
871                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
872                         break;
873                 default:
874                         break;
875                 }
876                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
877                 return true;
878         }
879         return false;
880 }
881
882 /*
883  * Check events in order.
884  *
885  */
886 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
887 {
888         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
889         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
890                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
891                 bool do_softlimit;
892
893                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
894                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
895                 mem_cgroup_threshold(memcg);
896                 if (unlikely(do_softlimit))
897                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
898         }
899 }
900
901 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
902 {
903         /*
904          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
905          * if it races with swapoff, page migration, etc.
906          * So this can be called with p == NULL.
907          */
908         if (unlikely(!p))
909                 return NULL;
910
911         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
912 }
913 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
914
915 /**
916  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
917  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
918  *
919  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
920  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
921  * returned.
922  */
923 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
924 {
925         struct mem_cgroup *memcg;
926
927         if (mem_cgroup_disabled())
928                 return NULL;
929
930         rcu_read_lock();
931         do {
932                 /*
933                  * Page cache insertions can happen withou an
934                  * actual mm context, e.g. during disk probing
935                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
936                  */
937                 if (unlikely(!mm))
938                         memcg = root_mem_cgroup;
939                 else {
940                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
941                         if (unlikely(!memcg))
942                                 memcg = root_mem_cgroup;
943                 }
944         } while (!css_tryget(&memcg->css));
945         rcu_read_unlock();
946         return memcg;
947 }
948 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
949
950 /**
951  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
952  * @page: page from which memcg should be extracted.
953  *
954  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
955  * root_mem_cgroup is returned.
956  */
957 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
958 {
959         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
960
961         if (mem_cgroup_disabled())
962                 return NULL;
963
964         rcu_read_lock();
965         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
966                 memcg = root_mem_cgroup;
967         rcu_read_unlock();
968         return memcg;
969 }
970 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
971
972 /**
973  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
974  */
975 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
976 {
977         if (unlikely(current->active_memcg)) {
978                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
979
980                 rcu_read_lock();
981                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
982                         memcg = current->active_memcg;
983                 rcu_read_unlock();
984                 return memcg;
985         }
986         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
987 }
988
989 /**
990  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
991  * @root: hierarchy root
992  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
993  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
994  *
995  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
996  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
997  *
998  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
999  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1000  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1001  *
1002  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1003  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1004  * reclaimers operating on the same node and priority.
1005  */
1006 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1007                                    struct mem_cgroup *prev,
1008                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1009 {
1010         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1011         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1012         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1013         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1014
1015         if (mem_cgroup_disabled())
1016                 return NULL;
1017
1018         if (!root)
1019                 root = root_mem_cgroup;
1020
1021         if (prev && !reclaim)
1022                 pos = prev;
1023
1024         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1025                 if (prev)
1026                         goto out;
1027                 return root;
1028         }
1029
1030         rcu_read_lock();
1031
1032         if (reclaim) {
1033                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1034
1035                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1036                 iter = &mz->iter;
1037
1038                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1039                         goto out_unlock;
1040
1041                 while (1) {
1042                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1043                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1044                                 break;
1045                         /*
1046                          * css reference reached zero, so iter->position will
1047                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1048                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1049                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1050                          * might block it. So we clear iter->position right
1051                          * away.
1052                          */
1053                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1054                 }
1055         }
1056
1057         if (pos)
1058                 css = &pos->css;
1059
1060         for (;;) {
1061                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1062                 if (!css) {
1063                         /*
1064                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1065                          * new one might jump in right at the end of
1066                          * the hierarchy - make sure they see at least
1067                          * one group and restart from the beginning.
1068                          */
1069                         if (!prev)
1070                                 continue;
1071                         break;
1072                 }
1073
1074                 /*
1075                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1076                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1077                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1078                  */
1079                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1080
1081                 if (css == &root->css)
1082                         break;
1083
1084                 if (css_tryget(css))
1085                         break;
1086
1087                 memcg = NULL;
1088         }
1089
1090         if (reclaim) {
1091                 /*
1092                  * The position could have already been updated by a competing
1093                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1094                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1095                  */
1096                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1097
1098                 if (pos)
1099                         css_put(&pos->css);
1100
1101                 if (!memcg)
1102                         iter->generation++;
1103                 else if (!prev)
1104                         reclaim->generation = iter->generation;
1105         }
1106
1107 out_unlock:
1108         rcu_read_unlock();
1109 out:
1110         if (prev && prev != root)
1111                 css_put(&prev->css);
1112
1113         return memcg;
1114 }
1115
1116 /**
1117  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1118  * @root: hierarchy root
1119  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1120  */
1121 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1122                            struct mem_cgroup *prev)
1123 {
1124         if (!root)
1125                 root = root_mem_cgroup;
1126         if (prev && prev != root)
1127                 css_put(&prev->css);
1128 }
1129
1130 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1131                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1132 {
1133         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1134         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1135         int nid;
1136
1137         for_each_node(nid) {
1138                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1139                 iter = &mz->iter;
1140                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1141         }
1142 }
1143
1144 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1145 {
1146         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1147         struct mem_cgroup *last;
1148
1149         do {
1150                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1151                 last = memcg;
1152         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1153
1154         /*
1155          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1156          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1157          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1158          * dead_memcg from cgroup root separately.
1159          */
1160         if (last != root_mem_cgroup)
1161                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1162                                                 dead_memcg);
1163 }
1164
1165 /**
1166  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1167  * @memcg: hierarchy root
1168  * @fn: function to call for each task
1169  * @arg: argument passed to @fn
1170  *
1171  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1172  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1173  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1174  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1175  *
1176  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1177  */
1178 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1179                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1180 {
1181         struct mem_cgroup *iter;
1182         int ret = 0;
1183
1184         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1185
1186         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1187                 struct css_task_iter it;
1188                 struct task_struct *task;
1189
1190                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1191                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1192                         ret = fn(task, arg);
1193                 css_task_iter_end(&it);
1194                 if (ret) {
1195                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1196                         break;
1197                 }
1198         }
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 /**
1203  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1204  * @page: the page
1205  * @pgdat: pgdat of the page
1206  *
1207  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1208  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1209  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1210  */
1211 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1212 {
1213         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1214         struct mem_cgroup *memcg;
1215         struct lruvec *lruvec;
1216
1217         if (mem_cgroup_disabled()) {
1218                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1219                 goto out;
1220         }
1221
1222         memcg = page->mem_cgroup;
1223         /*
1224          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1225          * possibly migrated - before they are charged.
1226          */
1227         if (!memcg)
1228                 memcg = root_mem_cgroup;
1229
1230         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1231         lruvec = &mz->lruvec;
1232 out:
1233         /*
1234          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1235          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1236          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1237          */
1238         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1239                 lruvec->pgdat = pgdat;
1240         return lruvec;
1241 }
1242
1243 /**
1244  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1245  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1246  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1247  * @zid: zone id of the accounted pages
1248  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1249  *
1250  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1251  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1252  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1253  */
1254 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1255                                 int zid, int nr_pages)
1256 {
1257         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1258         unsigned long *lru_size;
1259         long size;
1260
1261         if (mem_cgroup_disabled())
1262                 return;
1263
1264         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1265         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1266
1267         if (nr_pages < 0)
1268                 *lru_size += nr_pages;
1269
1270         size = *lru_size;
1271         if (WARN_ONCE(size < 0,
1272                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1273                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1274                 VM_BUG_ON(1);
1275                 *lru_size = 0;
1276         }
1277
1278         if (nr_pages > 0)
1279                 *lru_size += nr_pages;
1280 }
1281
1282 /**
1283  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1284  * @memcg: the memory cgroup
1285  *
1286  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1287  * pages.
1288  */
1289 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1290 {
1291         unsigned long margin = 0;
1292         unsigned long count;
1293         unsigned long limit;
1294
1295         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1296         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1297         if (count < limit)
1298                 margin = limit - count;
1299
1300         if (do_memsw_account()) {
1301                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1302                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1303                 if (count <= limit)
1304                         margin = min(margin, limit - count);
1305                 else
1306                         margin = 0;
1307         }
1308
1309         return margin;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1314  *
1315  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1316  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1317  * caused by "move".
1318  */
1319 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1320 {
1321         struct mem_cgroup *from;
1322         struct mem_cgroup *to;
1323         bool ret = false;
1324         /*
1325          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1326          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1327          */
1328         spin_lock(&mc.lock);
1329         from = mc.from;
1330         to = mc.to;
1331         if (!from)
1332                 goto unlock;
1333
1334         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1335                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1336 unlock:
1337         spin_unlock(&mc.lock);
1338         return ret;
1339 }
1340
1341 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1342 {
1343         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1344                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1345                         DEFINE_WAIT(wait);
1346                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1347                         /* moving charge context might have finished. */
1348                         if (mc.moving_task)
1349                                 schedule();
1350                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1351                         return true;
1352                 }
1353         }
1354         return false;
1355 }
1356
1357 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1358 {
1359         struct seq_buf s;
1360         int i;
1361
1362         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1363         if (!s.buffer)
1364                 return NULL;
1365
1366         /*
1367          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1368          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1369          *
1370          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1371          * 1) generic big picture -> specifics and details
1372          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1373          *
1374          * Current memory state:
1375          */
1376
1377         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1378                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1379                        PAGE_SIZE);
1380         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1381                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1382                        PAGE_SIZE);
1383         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1384                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1385                        1024);
1386         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1387                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1388                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1389                        PAGE_SIZE);
1390         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1391                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1392                        PAGE_SIZE);
1393
1394         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1395                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1396                        PAGE_SIZE);
1397         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1398                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1399                        PAGE_SIZE);
1400         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1401                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1402                        PAGE_SIZE);
1403         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1404                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1405                        PAGE_SIZE);
1406
1407         /*
1408          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1409          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1410          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1411          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1412          */
1413         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1414                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1415                        PAGE_SIZE);
1416
1417         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1418                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", lru_list_name(i),
1419                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1420                                PAGE_SIZE);
1421
1422         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1423                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1424                        PAGE_SIZE);
1425         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1426                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1427                        PAGE_SIZE);
1428
1429         /* Accumulated memory events */
1430
1431         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1432                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1433         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1434                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1435
1436         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1437                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1438         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1439                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1440         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1441                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1442
1443         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1444                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1445         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1446                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1447                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1448         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1449                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1450                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1451         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1452                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1453         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1454                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1455         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1456                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1457         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1458                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1459
1460 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1461         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1462                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1463         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1464                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1465 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1466
1467         /* The above should easily fit into one page */
1468         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1469
1470         return s.buffer;
1471 }
1472
1473 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1474 /**
1475  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1476  * memory controller.
1477  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1478  * @p: Task that is going to be killed
1479  *
1480  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1481  * enabled
1482  */
1483 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1484 {
1485         rcu_read_lock();
1486
1487         if (memcg) {
1488                 pr_cont(",oom_memcg=");
1489                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1490         } else
1491                 pr_cont(",global_oom");
1492         if (p) {
1493                 pr_cont(",task_memcg=");
1494                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1495         }
1496         rcu_read_unlock();
1497 }
1498
1499 /**
1500  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1501  * memory controller.
1502  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1503  */
1504 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1505 {
1506         char *buf;
1507
1508         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1509                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1510                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1511         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1512                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1513                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1514                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1515         else {
1516                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1517                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1518                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1519                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1520                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1521                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1522         }
1523
1524         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1525         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1526         pr_cont(":");
1527         buf = memory_stat_format(memcg);
1528         if (!buf)
1529                 return;
1530         pr_info("%s", buf);
1531         kfree(buf);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1536  */
1537 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         unsigned long max;
1540
1541         max = memcg->memory.max;
1542         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1543                 unsigned long memsw_max;
1544                 unsigned long swap_max;
1545
1546                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1547                 swap_max = memcg->swap.max;
1548                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1549                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1550         }
1551         return max;
1552 }
1553
1554 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         return page_counter_read(&memcg->memory);
1557 }
1558
1559 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1560                                      int order)
1561 {
1562         struct oom_control oc = {
1563                 .zonelist = NULL,
1564                 .nodemask = NULL,
1565                 .memcg = memcg,
1566                 .gfp_mask = gfp_mask,
1567                 .order = order,
1568         };
1569         bool ret;
1570
1571         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1572                 return true;
1573         /*
1574          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1575          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1576          */
1577         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1578         mutex_unlock(&oom_lock);
1579         return ret;
1580 }
1581
1582 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1583                                    pg_data_t *pgdat,
1584                                    gfp_t gfp_mask,
1585                                    unsigned long *total_scanned)
1586 {
1587         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1588         int total = 0;
1589         int loop = 0;
1590         unsigned long excess;
1591         unsigned long nr_scanned;
1592         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1593                 .pgdat = pgdat,
1594         };
1595
1596         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1597
1598         while (1) {
1599                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1600                 if (!victim) {
1601                         loop++;
1602                         if (loop >= 2) {
1603                                 /*
1604                                  * If we have not been able to reclaim
1605                                  * anything, it might because there are
1606                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1607                                  */
1608                                 if (!total)
1609                                         break;
1610                                 /*
1611                                  * We want to do more targeted reclaim.
1612                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1613                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1614                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1615                                  */
1616                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1617                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1618                                         break;
1619                         }
1620                         continue;
1621                 }
1622                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1623                                         pgdat, &nr_scanned);
1624                 *total_scanned += nr_scanned;
1625                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1626                         break;
1627         }
1628         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1629         return total;
1630 }
1631
1632 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1633 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1634         .name = "memcg_oom_lock",
1635 };
1636 #endif
1637
1638 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1639
1640 /*
1641  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1642  * If someone is running, return false.
1643  */
1644 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1645 {
1646         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1647
1648         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1649
1650         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1651                 if (iter->oom_lock) {
1652                         /*
1653                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1654                          * so we cannot give a lock.
1655                          */
1656                         failed = iter;
1657                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1658                         break;
1659                 } else
1660                         iter->oom_lock = true;
1661         }
1662
1663         if (failed) {
1664                 /*
1665                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1666                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1667                  */
1668                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1669                         if (iter == failed) {
1670                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1671                                 break;
1672                         }
1673                         iter->oom_lock = false;
1674                 }
1675         } else
1676                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1677
1678         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1679
1680         return !failed;
1681 }
1682
1683 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1684 {
1685         struct mem_cgroup *iter;
1686
1687         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1688         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1689         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1690                 iter->oom_lock = false;
1691         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1692 }
1693
1694 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1695 {
1696         struct mem_cgroup *iter;
1697
1698         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1699         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1700                 iter->under_oom++;
1701         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1702 }
1703
1704 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1705 {
1706         struct mem_cgroup *iter;
1707
1708         /*
1709          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1710          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1711          */
1712         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1713         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1714                 if (iter->under_oom > 0)
1715                         iter->under_oom--;
1716         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1717 }
1718
1719 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1720
1721 struct oom_wait_info {
1722         struct mem_cgroup *memcg;
1723         wait_queue_entry_t      wait;
1724 };
1725
1726 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1727         unsigned mode, int sync, void *arg)
1728 {
1729         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1730         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1731         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1732
1733         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1734         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1735
1736         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1737             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1738                 return 0;
1739         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1740 }
1741
1742 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1743 {
1744         /*
1745          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1746          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1747          * this function is called as a result of userland actions
1748          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1749          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1750          * triggering notification.
1751          */
1752         if (memcg && memcg->under_oom)
1753                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1754 }
1755
1756 enum oom_status {
1757         OOM_SUCCESS,
1758         OOM_FAILED,
1759         OOM_ASYNC,
1760         OOM_SKIPPED
1761 };
1762
1763 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1764 {
1765         enum oom_status ret;
1766         bool locked;
1767
1768         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1769                 return OOM_SKIPPED;
1770
1771         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1772
1773         /*
1774          * We are in the middle of the charge context here, so we
1775          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1776          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1777          *
1778          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1779          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1780          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1781          * released.
1782          *
1783          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1784          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1785          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1786          * invoke the oom killer here.
1787          *
1788          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1789          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1790          */
1791         if (memcg->oom_kill_disable) {
1792                 if (!current->in_user_fault)
1793                         return OOM_SKIPPED;
1794                 css_get(&memcg->css);
1795                 current->memcg_in_oom = memcg;
1796                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1797                 current->memcg_oom_order = order;
1798
1799                 return OOM_ASYNC;
1800         }
1801
1802         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1803
1804         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1805
1806         if (locked)
1807                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1808
1809         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1810         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1811                 ret = OOM_SUCCESS;
1812         else
1813                 ret = OOM_FAILED;
1814
1815         if (locked)
1816                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1817
1818         return ret;
1819 }
1820
1821 /**
1822  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1823  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1824  *
1825  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1826  * handler was enabled.
1827  *
1828  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1829  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1830  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1831  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1832  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1833  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1834  *
1835  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1836  * completed, %false otherwise.
1837  */
1838 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1839 {
1840         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1841         struct oom_wait_info owait;
1842         bool locked;
1843
1844         /* OOM is global, do not handle */
1845         if (!memcg)
1846                 return false;
1847
1848         if (!handle)
1849                 goto cleanup;
1850
1851         owait.memcg = memcg;
1852         owait.wait.flags = 0;
1853         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1854         owait.wait.private = current;
1855         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1856
1857         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1858         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1859
1860         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1861
1862         if (locked)
1863                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1864
1865         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1866                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1867                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1868                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1869                                          current->memcg_oom_order);
1870         } else {
1871                 schedule();
1872                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1873                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1874         }
1875
1876         if (locked) {
1877                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1878                 /*
1879                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1880                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1881                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1882                  */
1883                 memcg_oom_recover(memcg);
1884         }
1885 cleanup:
1886         current->memcg_in_oom = NULL;
1887         css_put(&memcg->css);
1888         return true;
1889 }
1890
1891 /**
1892  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1893  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1894  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1895  *
1896  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1897  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1898  *
1899  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1900  */
1901 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1902                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1903 {
1904         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1905         struct mem_cgroup *memcg;
1906
1907         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1908                 return NULL;
1909
1910         if (!oom_domain)
1911                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1912
1913         rcu_read_lock();
1914
1915         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1916         if (memcg == root_mem_cgroup)
1917                 goto out;
1918
1919         /*
1920          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1921          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1922          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1923          */
1924         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1925                 if (memcg->oom_group)
1926                         oom_group = memcg;
1927
1928                 if (memcg == oom_domain)
1929                         break;
1930         }
1931
1932         if (oom_group)
1933                 css_get(&oom_group->css);
1934 out:
1935         rcu_read_unlock();
1936
1937         return oom_group;
1938 }
1939
1940 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1941 {
1942         pr_info("Tasks in ");
1943         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1944         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1945 }
1946
1947 /**
1948  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1949  * @page: the page
1950  *
1951  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1952  * another cgroup.
1953  *
1954  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1955  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1956  * when @page might get freed inside the locked section.
1957  */
1958 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1959 {
1960         struct mem_cgroup *memcg;
1961         unsigned long flags;
1962
1963         /*
1964          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1965          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1966          * because page moving starts with an RCU grace period.
1967          *
1968          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1969          * the page state that is going to change is the only thing
1970          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1971          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1972          * keep off truncation, migration and so forth.
1973          */
1974         rcu_read_lock();
1975
1976         if (mem_cgroup_disabled())
1977                 return NULL;
1978 again:
1979         memcg = page->mem_cgroup;
1980         if (unlikely(!memcg))
1981                 return NULL;
1982
1983         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1984                 return memcg;
1985
1986         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1987         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1988                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1989                 goto again;
1990         }
1991
1992         /*
1993          * When charge migration first begins, we can have locked and
1994          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1995          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1996          */
1997         memcg->move_lock_task = current;
1998         memcg->move_lock_flags = flags;
1999
2000         return memcg;
2001 }
2002 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2003
2004 /**
2005  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2006  * @memcg: the memcg
2007  *
2008  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2009  */
2010 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2011 {
2012         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2013                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2014
2015                 memcg->move_lock_task = NULL;
2016                 memcg->move_lock_flags = 0;
2017
2018                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2019         }
2020
2021         rcu_read_unlock();
2022 }
2023
2024 /**
2025  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2026  * @page: the page
2027  */
2028 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2029 {
2030         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2031 }
2032 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2033
2034 struct memcg_stock_pcp {
2035         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2036         unsigned int nr_pages;
2037         struct work_struct work;
2038         unsigned long flags;
2039 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2040 };
2041 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2042 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2043
2044 /**
2045  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2046  * @memcg: memcg to consume from.
2047  * @nr_pages: how many pages to charge.
2048  *
2049  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2050  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2051  * service an allocation will refill the stock.
2052  *
2053  * returns true if successful, false otherwise.
2054  */
2055 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2056 {
2057         struct memcg_stock_pcp *stock;
2058         unsigned long flags;
2059         bool ret = false;
2060
2061         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2062                 return ret;
2063
2064         local_irq_save(flags);
2065
2066         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2067         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2068                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2069                 ret = true;
2070         }
2071
2072         local_irq_restore(flags);
2073
2074         return ret;
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2079  */
2080 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2081 {
2082         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2083
2084         if (stock->nr_pages) {
2085                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2086                 if (do_memsw_account())
2087                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2088                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2089                 stock->nr_pages = 0;
2090         }
2091         stock->cached = NULL;
2092 }
2093
2094 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2095 {
2096         struct memcg_stock_pcp *stock;
2097         unsigned long flags;
2098
2099         /*
2100          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2101          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2102          */
2103         local_irq_save(flags);
2104
2105         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2106         drain_stock(stock);
2107         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2108
2109         local_irq_restore(flags);
2110 }
2111
2112 /*
2113  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2114  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2115  */
2116 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2117 {
2118         struct memcg_stock_pcp *stock;
2119         unsigned long flags;
2120
2121         local_irq_save(flags);
2122
2123         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2124         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2125                 drain_stock(stock);
2126                 stock->cached = memcg;
2127         }
2128         stock->nr_pages += nr_pages;
2129
2130         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2131                 drain_stock(stock);
2132
2133         local_irq_restore(flags);
2134 }
2135
2136 /*
2137  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2138  * of the hierarchy under it.
2139  */
2140 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2141 {
2142         int cpu, curcpu;
2143
2144         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2145         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2146                 return;
2147         /*
2148          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2149          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2150          * as well as workers from this path always operate on the local
2151          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2152          */
2153         curcpu = get_cpu();
2154         for_each_online_cpu(cpu) {
2155                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2156                 struct mem_cgroup *memcg;
2157                 bool flush = false;
2158
2159                 rcu_read_lock();
2160                 memcg = stock->cached;
2161                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2162                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2163                         flush = true;
2164                 rcu_read_unlock();
2165
2166                 if (flush &&
2167                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2168                         if (cpu == curcpu)
2169                                 drain_local_stock(&stock->work);
2170                         else
2171                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2172                 }
2173         }
2174         put_cpu();
2175         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2176 }
2177
2178 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2179 {
2180         struct memcg_stock_pcp *stock;
2181         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2182
2183         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2184         drain_stock(stock);
2185
2186         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2187                 int i;
2188
2189                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2190                         int nid;
2191                         long x;
2192
2193                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2194                         if (x)
2195                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2196                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2197
2198                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2199                                 continue;
2200
2201                         for_each_node(nid) {
2202                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2203
2204                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2205                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2206                                 if (x)
2207                                         do {
2208                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2209                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2210                         }
2211                 }
2212
2213                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2214                         long x;
2215
2216                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2217                         if (x)
2218                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2219                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2220                 }
2221         }
2222
2223         return 0;
2224 }
2225
2226 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2227                          unsigned int nr_pages,
2228                          gfp_t gfp_mask)
2229 {
2230         do {
2231                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2232                         continue;
2233                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2234                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2235         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2236 }
2237
2238 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2239 {
2240         struct mem_cgroup *memcg;
2241
2242         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2243         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2244 }
2245
2246 /*
2247  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2248  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2249  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2250  */
2251 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2252
2253 /*
2254  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2255  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2256  * below.
2257  *
2258  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2259  *   overage ratio to a delay.
2260  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2261  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2262  *   to produce a reasonable delay curve.
2263  *
2264  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2265  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2266  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2267  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2268  * example, with a high of 100 megabytes:
2269  *
2270  *  +-------+------------------------+
2271  *  | usage | time to allocate in ms |
2272  *  +-------+------------------------+
2273  *  | 100M  |                      0 |
2274  *  | 101M  |                      6 |
2275  *  | 102M  |                     25 |
2276  *  | 103M  |                     57 |
2277  *  | 104M  |                    102 |
2278  *  | 105M  |                    159 |
2279  *  | 106M  |                    230 |
2280  *  | 107M  |                    313 |
2281  *  | 108M  |                    409 |
2282  *  | 109M  |                    518 |
2283  *  | 110M  |                    639 |
2284  *  | 111M  |                    774 |
2285  *  | 112M  |                    921 |
2286  *  | 113M  |                   1081 |
2287  *  | 114M  |                   1254 |
2288  *  | 115M  |                   1439 |
2289  *  | 116M  |                   1638 |
2290  *  | 117M  |                   1849 |
2291  *  | 118M  |                   2000 |
2292  *  | 119M  |                   2000 |
2293  *  | 120M  |                   2000 |
2294  *  +-------+------------------------+
2295  */
2296  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2297  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2298
2299 /*
2300  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2301  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2302  */
2303 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2304                                           unsigned int nr_pages)
2305 {
2306         unsigned long penalty_jiffies;
2307         u64 max_overage = 0;
2308
2309         do {
2310                 unsigned long usage, high;
2311                 u64 overage;
2312
2313                 usage = page_counter_read(&memcg->memory);
2314                 high = READ_ONCE(memcg->high);
2315
2316                 /*
2317                  * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2318                  * it was a threshold of 1 page
2319                  */
2320                 high = max(high, 1UL);
2321
2322                 overage = usage - high;
2323                 overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2324                 overage = div64_u64(overage, high);
2325
2326                 if (overage > max_overage)
2327                         max_overage = overage;
2328         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2329                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2330
2331         if (!max_overage)
2332                 return 0;
2333
2334         /*
2335          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2336          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2337          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2338          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2339          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2340          * overage amount.
2341          */
2342         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2343         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2344         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2345
2346         /*
2347          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2348          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2349          * 4N-sized allocation.
2350          *
2351          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2352          * larger the current charge patch is than that.
2353          */
2354         penalty_jiffies = penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2355
2356         /*
2357          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2358          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2359          * extremely slowly.
2360          */
2361         return min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2362 }
2363
2364 /*
2365  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2366  * and reclaims memory over the high limit.
2367  */
2368 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2369 {
2370         unsigned long penalty_jiffies;
2371         unsigned long pflags;
2372         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2373         struct mem_cgroup *memcg;
2374
2375         if (likely(!nr_pages))
2376                 return;
2377
2378         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2379         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2380         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2381
2382         /*
2383          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2384          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2385          */
2386         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages);
2387
2388         /*
2389          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2390          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2391          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2392          * been aggressively reclaimed enough yet.
2393          */
2394         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2395                 goto out;
2396
2397         /*
2398          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2399          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2400          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2401          */
2402         psi_memstall_enter(&pflags);
2403         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2404         psi_memstall_leave(&pflags);
2405
2406 out:
2407         css_put(&memcg->css);
2408 }
2409
2410 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2411                       unsigned int nr_pages)
2412 {
2413         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2414         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2415         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2416         struct page_counter *counter;
2417         unsigned long nr_reclaimed;
2418         bool may_swap = true;
2419         bool drained = false;
2420         enum oom_status oom_status;
2421
2422         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2423                 return 0;
2424 retry:
2425         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2426                 return 0;
2427
2428         if (!do_memsw_account() ||
2429             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2430                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2431                         goto done_restock;
2432                 if (do_memsw_account())
2433                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2434                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2435         } else {
2436                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2437                 may_swap = false;
2438         }
2439
2440         if (batch > nr_pages) {
2441                 batch = nr_pages;
2442                 goto retry;
2443         }
2444
2445         /*
2446          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2447          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2448          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2449          * and let these go through as privileged allocations.
2450          */
2451         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2452                 goto force;
2453
2454         /*
2455          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2456          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2457          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2458          * free their memory.
2459          */
2460         if (unlikely(should_force_charge()))
2461                 goto force;
2462
2463         /*
2464          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2465          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2466          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2467          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2468          */
2469         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2470                 goto force;
2471
2472         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2473                 goto nomem;
2474
2475         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2476                 goto nomem;
2477
2478         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2479
2480         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2481                                                     gfp_mask, may_swap);
2482
2483         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2484                 goto retry;
2485
2486         if (!drained) {
2487                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2488                 drained = true;
2489                 goto retry;
2490         }
2491
2492         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2493                 goto nomem;
2494         /*
2495          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2496          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2497          * before killing the task.
2498          *
2499          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2500          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2501          * to regular pages anyway in case of failure.
2502          */
2503         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2504                 goto retry;
2505         /*
2506          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2507          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2508          */
2509         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2510                 goto retry;
2511
2512         if (nr_retries--)
2513                 goto retry;
2514
2515         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2516                 goto nomem;
2517
2518         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2519                 goto force;
2520
2521         if (fatal_signal_pending(current))
2522                 goto force;
2523
2524         /*
2525          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2526          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2527          * couldn't make any progress.
2528          */
2529         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2530                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2531         switch (oom_status) {
2532         case OOM_SUCCESS:
2533                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2534                 goto retry;
2535         case OOM_FAILED:
2536                 goto force;
2537         default:
2538                 goto nomem;
2539         }
2540 nomem:
2541         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2542                 return -ENOMEM;
2543 force:
2544         /*
2545          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2546          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2547          * temporarily by force charging it.
2548          */
2549         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2550         if (do_memsw_account())
2551                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2552         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2553
2554         return 0;
2555
2556 done_restock:
2557         css_get_many(&memcg->css, batch);
2558         if (batch > nr_pages)
2559                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2560
2561         /*
2562          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2563          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2564          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2565          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2566          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2567          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2568          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2569          */
2570         do {
2571                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2572                         /* Don't bother a random interrupted task */
2573                         if (in_interrupt()) {
2574                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2575                                 break;
2576                         }
2577                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2578                         set_notify_resume(current);
2579                         break;
2580                 }
2581         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2582
2583         return 0;
2584 }
2585
2586 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2587 {
2588         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2589                 return;
2590
2591         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2592         if (do_memsw_account())
2593                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2594
2595         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2596 }
2597
2598 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2599 {
2600         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2601
2602         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2603         if (PageLRU(page)) {
2604                 struct lruvec *lruvec;
2605
2606                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2607                 ClearPageLRU(page);
2608                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2609                 *isolated = 1;
2610         } else
2611                 *isolated = 0;
2612 }
2613
2614 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2615 {
2616         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2617
2618         if (isolated) {
2619                 struct lruvec *lruvec;
2620
2621                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2622                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2623                 SetPageLRU(page);
2624                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2625         }
2626         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2627 }
2628
2629 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2630                           bool lrucare)
2631 {
2632         int isolated;
2633
2634         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2635
2636         /*
2637          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2638          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2639          */
2640         if (lrucare)
2641                 lock_page_lru(page, &isolated);
2642
2643         /*
2644          * Nobody should be changing or seriously looking at
2645          * page->mem_cgroup at this point:
2646          *
2647          * - the page is uncharged
2648          *
2649          * - the page is off-LRU
2650          *
2651          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2652          *   a locked page table
2653          *
2654          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2655          *   have the page locked
2656          */
2657         page->mem_cgroup = memcg;
2658
2659         if (lrucare)
2660                 unlock_page_lru(page, isolated);
2661 }
2662
2663 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2664 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2665 {
2666         int id, size;
2667         int err;
2668
2669         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2670                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2671         if (id < 0)
2672                 return id;
2673
2674         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2675                 return id;
2676
2677         /*
2678          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2679          * so we have to grow them.
2680          */
2681         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2682
2683         size = 2 * (id + 1);
2684         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2685                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2686         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2687                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2688
2689         err = memcg_update_all_caches(size);
2690         if (!err)
2691                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2692         if (!err)
2693                 memcg_nr_cache_ids = size;
2694
2695         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2696
2697         if (err) {
2698                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2699                 return err;
2700         }
2701         return id;
2702 }
2703
2704 static void memcg_free_cache_id(int id)
2705 {
2706         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2707 }
2708
2709 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2710         struct mem_cgroup *memcg;
2711         struct kmem_cache *cachep;
2712         struct work_struct work;
2713 };
2714
2715 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2716 {
2717         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2718                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2719         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2720         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2721
2722         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2723
2724         css_put(&memcg->css);
2725         kfree(cw);
2726 }
2727
2728 /*
2729  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2730  */
2731 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2732                                                struct kmem_cache *cachep)
2733 {
2734         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2735
2736         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2737                 return;
2738
2739         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2740         if (!cw)
2741                 return;
2742
2743         cw->memcg = memcg;
2744         cw->cachep = cachep;
2745         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2746
2747         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2748 }
2749
2750 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2751 {
2752         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2753                 return true;
2754         return false;
2755 }
2756
2757 /**
2758  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2759  * @cachep: the original global kmem cache
2760  *
2761  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2762  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2763  *
2764  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2765  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2766  * go through with the original cache.
2767  *
2768  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2769  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2770  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2771  * reference.
2772  */
2773 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2774 {
2775         struct mem_cgroup *memcg;
2776         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2777         struct memcg_cache_array *arr;
2778         int kmemcg_id;
2779
2780         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2781
2782         if (memcg_kmem_bypass())
2783                 return cachep;
2784
2785         rcu_read_lock();
2786
2787         if (unlikely(current->active_memcg))
2788                 memcg = current->active_memcg;
2789         else
2790                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2791
2792         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2793                 goto out_unlock;
2794
2795         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2796         if (kmemcg_id < 0)
2797                 goto out_unlock;
2798
2799         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2800
2801         /*
2802          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2803          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2804          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2805          */
2806         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2807
2808         /*
2809          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2810          * context), we could be be predictable and return right away.
2811          * This would guarantee that the allocation being performed
2812          * already belongs in the new cache.
2813          *
2814          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2815          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2816          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2817          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2818          * defer everything.
2819          *
2820          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2821          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2822          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2823          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2824          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2825          * creation of a new kmem_cache.
2826          */
2827         if (unlikely(!memcg_cachep))
2828                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2829         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2830                 cachep = memcg_cachep;
2831 out_unlock:
2832         rcu_read_unlock();
2833         return cachep;
2834 }
2835
2836 /**
2837  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2838  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2839  */
2840 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2841 {
2842         if (!is_root_cache(cachep))
2843                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2844 }
2845
2846 /**
2847  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2848  * @page: page to charge
2849  * @gfp: reclaim mode
2850  * @order: allocation order
2851  * @memcg: memory cgroup to charge
2852  *
2853  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2854  */
2855 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2856                             struct mem_cgroup *memcg)
2857 {
2858         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2859         struct page_counter *counter;
2860         int ret;
2861
2862         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2863         if (ret)
2864                 return ret;
2865
2866         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2867             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2868
2869                 /*
2870                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2871                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2872                  * handling code.
2873                  */
2874                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2875                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2876                         return 0;
2877                 }
2878                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2879                 return -ENOMEM;
2880         }
2881         return 0;
2882 }
2883
2884 /**
2885  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2886  * @page: page to charge
2887  * @gfp: reclaim mode
2888  * @order: allocation order
2889  *
2890  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2891  */
2892 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2893 {
2894         struct mem_cgroup *memcg;
2895         int ret = 0;
2896
2897         if (memcg_kmem_bypass())
2898                 return 0;
2899
2900         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2901         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2902                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2903                 if (!ret) {
2904                         page->mem_cgroup = memcg;
2905                         __SetPageKmemcg(page);
2906                 }
2907         }
2908         css_put(&memcg->css);
2909         return ret;
2910 }
2911
2912 /**
2913  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2914  * @memcg: memcg to uncharge
2915  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2916  */
2917 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2918                                  unsigned int nr_pages)
2919 {
2920         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2921                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2922
2923         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2924         if (do_memsw_account())
2925                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2926 }
2927 /**
2928  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2929  * @page: page to uncharge
2930  * @order: allocation order
2931  */
2932 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2933 {
2934         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2935         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2936
2937         if (!memcg)
2938                 return;
2939
2940         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2941         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2942         page->mem_cgroup = NULL;
2943
2944         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2945         if (PageKmemcg(page))
2946                 __ClearPageKmemcg(page);
2947
2948         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2949 }
2950 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2951
2952 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2953
2954 /*
2955  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2956  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2957  */
2958 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2959 {
2960         int i;
2961
2962         if (mem_cgroup_disabled())
2963                 return;
2964
2965         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2966                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2967
2968         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2969 }
2970 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2971
2972 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2973 /**
2974  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2975  * @entry: swap entry to be moved
2976  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2977  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2978  *
2979  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2980  * as the mem_cgroup's id of @from.
2981  *
2982  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2983  *
2984  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2985  * both res and memsw, and called css_get().
2986  */
2987 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2988                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2989 {
2990         unsigned short old_id, new_id;
2991
2992         old_id = mem_cgroup_id(from);
2993         new_id = mem_cgroup_id(to);
2994
2995         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2996                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2997                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2998                 return 0;
2999         }
3000         return -EINVAL;
3001 }
3002 #else
3003 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3004                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3005 {
3006         return -EINVAL;
3007 }
3008 #endif
3009
3010 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3011
3012 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3013                                  unsigned long max, bool memsw)
3014 {
3015         bool enlarge = false;
3016         bool drained = false;
3017         int ret;
3018         bool limits_invariant;
3019         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3020
3021         do {
3022                 if (signal_pending(current)) {
3023                         ret = -EINTR;
3024                         break;
3025                 }
3026
3027                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3028                 /*
3029                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3030                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3031                  */
3032                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
3033                                            max <= memcg->memsw.max;
3034                 if (!limits_invariant) {
3035                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3036                         ret = -EINVAL;
3037                         break;
3038                 }
3039                 if (max > counter->max)
3040                         enlarge = true;
3041                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3042                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3043
3044                 if (!ret)
3045                         break;
3046
3047                 if (!drained) {
3048                         drain_all_stock(memcg);
3049                         drained = true;
3050                         continue;
3051                 }
3052
3053                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3054                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3055                         ret = -EBUSY;
3056                         break;
3057                 }
3058         } while (true);
3059
3060         if (!ret && enlarge)
3061                 memcg_oom_recover(memcg);
3062
3063         return ret;
3064 }
3065
3066 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3067                                             gfp_t gfp_mask,
3068                                             unsigned long *total_scanned)
3069 {
3070         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3071         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3072         unsigned long reclaimed;
3073         int loop = 0;
3074         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3075         unsigned long excess;
3076         unsigned long nr_scanned;
3077
3078         if (order > 0)
3079                 return 0;
3080
3081         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3082
3083         /*
3084          * Do not even bother to check the largest node if the root
3085          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3086          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3087          */
3088         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3089                 return 0;
3090
3091         /*
3092          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3093          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3094          * pressure
3095          */
3096         do {
3097                 if (next_mz)
3098                         mz = next_mz;
3099                 else
3100                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3101                 if (!mz)
3102                         break;
3103
3104                 nr_scanned = 0;
3105                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3106                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3107                 nr_reclaimed += reclaimed;
3108                 *total_scanned += nr_scanned;
3109                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3110                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3111
3112                 /*
3113                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3114                  * it is time to move on to the next cgroup
3115                  */
3116                 next_mz = NULL;
3117                 if (!reclaimed)
3118                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3119
3120                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3121                 /*
3122                  * One school of thought says that we should not add
3123                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3124                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3125                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3126                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3127                  * term TODO.
3128                  */
3129                 /* If excess == 0, no tree ops */
3130                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3131                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3132                 css_put(&mz->memcg->css);
3133                 loop++;
3134                 /*
3135                  * Could not reclaim anything and there are no more
3136                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3137                  * reclaiming anything.
3138                  */
3139                 if (!nr_reclaimed &&
3140                         (next_mz == NULL ||
3141                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3142                         break;
3143         } while (!nr_reclaimed);
3144         if (next_mz)
3145                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3146         return nr_reclaimed;
3147 }
3148
3149 /*
3150  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3151  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3152  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3153  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3154  */
3155 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3156 {
3157         bool ret;
3158
3159         rcu_read_lock();
3160         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3161         rcu_read_unlock();
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3167  *
3168  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3169  */
3170 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3171 {
3172         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3173
3174         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3175         lru_add_drain_all();
3176
3177         drain_all_stock(memcg);
3178
3179         /* try to free all pages in this cgroup */
3180         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3181                 int progress;
3182
3183                 if (signal_pending(current))
3184                         return -EINTR;
3185
3186                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3187                                                         GFP_KERNEL, true);
3188                 if (!progress) {
3189                         nr_retries--;
3190                         /* maybe some writeback is necessary */
3191                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3192                 }
3193
3194         }
3195
3196         return 0;
3197 }
3198
3199 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3200                                             char *buf, size_t nbytes,
3201                                             loff_t off)
3202 {
3203         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3204
3205         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3206                 return -EINVAL;
3207         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3208 }
3209
3210 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3211                                      struct cftype *cft)
3212 {
3213         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3214 }
3215
3216 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3217                                       struct cftype *cft, u64 val)
3218 {
3219         int retval = 0;
3220         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3221         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3222
3223         if (memcg->use_hierarchy == val)
3224                 return 0;
3225
3226         /*
3227          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3228          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3229          * occur, provided the current cgroup has no children.
3230          *
3231          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3232          * set if there are no children.
3233          */
3234         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3235                                 (val == 1 || val == 0)) {
3236                 if (!memcg_has_children(memcg))
3237                         memcg->use_hierarchy = val;
3238                 else
3239                         retval = -EBUSY;
3240         } else
3241                 retval = -EINVAL;
3242
3243         return retval;
3244 }
3245
3246 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3247 {
3248         unsigned long val;
3249
3250         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3251                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3252                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3253                 if (swap)
3254                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3255         } else {
3256                 if (!swap)
3257                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3258                 else
3259                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3260         }
3261         return val;
3262 }
3263
3264 enum {
3265         RES_USAGE,
3266         RES_LIMIT,
3267         RES_MAX_USAGE,
3268         RES_FAILCNT,
3269         RES_SOFT_LIMIT,
3270 };
3271
3272 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3273                                struct cftype *cft)
3274 {
3275         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3276         struct page_counter *counter;
3277
3278         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3279         case _MEM:
3280                 counter = &memcg->memory;
3281                 break;
3282         case _MEMSWAP:
3283                 counter = &memcg->memsw;
3284                 break;
3285         case _KMEM:
3286                 counter = &memcg->kmem;
3287                 break;
3288         case _TCP:
3289                 counter = &memcg->tcpmem;
3290                 break;
3291         default:
3292                 BUG();
3293         }
3294
3295         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3296         case RES_USAGE:
3297                 if (counter == &memcg->memory)
3298                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3299                 if (counter == &memcg->memsw)
3300                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3301                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3302         case RES_LIMIT:
3303                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3304         case RES_MAX_USAGE:
3305                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3306         case RES_FAILCNT:
3307                 return counter->failcnt;
3308         case RES_SOFT_LIMIT:
3309                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3310         default:
3311                 BUG();
3312         }
3313 }
3314
3315 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3316 {
3317         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3318         struct mem_cgroup *mi;
3319         int node, cpu, i;
3320
3321         for_each_online_cpu(cpu)
3322                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3323                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3324
3325         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3326                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3327                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3328
3329         for_each_node(node) {
3330                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3331                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3332
3333                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3334                         stat[i] = 0;
3335
3336                 for_each_online_cpu(cpu)
3337                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3338                                 stat[i] += per_cpu(
3339                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3340
3341                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3342                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3343                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3344         }
3345 }
3346
3347 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3348 {
3349         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3350         struct mem_cgroup *mi;
3351         int cpu, i;
3352
3353         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3354                 events[i] = 0;
3355
3356         for_each_online_cpu(cpu)
3357                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3358                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3359                                              cpu);
3360
3361         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3362                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3363                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3364 }
3365
3366 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3367 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3368 {
3369         int memcg_id;
3370
3371         if (cgroup_memory_nokmem)
3372                 return 0;
3373
3374         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3375         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3376
3377         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3378         if (memcg_id < 0)
3379                 return memcg_id;
3380
3381         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3382         /*
3383          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3384          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3385          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3386          * patched.
3387          */
3388         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3389         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3390         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3391
3392         return 0;
3393 }
3394
3395 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3396 {
3397         struct cgroup_subsys_state *css;
3398         struct mem_cgroup *parent, *child;
3399         int kmemcg_id;
3400
3401         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3402                 return;
3403         /*
3404          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3405          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3406          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3407          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3408          */
3409         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3410
3411         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3412         if (!parent)
3413                 parent = root_mem_cgroup;
3414
3415         /*
3416          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3417          */
3418         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3419
3420         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3421         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3422
3423         /*
3424          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3425          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3426          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3427          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3428          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3429          * memcg_drain_all_list_lrus().
3430          */
3431         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3432         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3433                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3434                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3435                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3436                 if (!memcg->use_hierarchy)
3437                         break;
3438         }
3439         rcu_read_unlock();
3440
3441         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3442
3443         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3444 }
3445
3446 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3447 {
3448         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3449         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3450                 memcg_offline_kmem(memcg);
3451
3452         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3453                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3454                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3455         }
3456 }
3457 #else
3458 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3459 {
3460         return 0;
3461 }
3462 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3463 {
3464 }
3465 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3466 {
3467 }
3468 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3469
3470 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3471                                  unsigned long max)
3472 {
3473         int ret;
3474
3475         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3476         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3477         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3478         return ret;
3479 }
3480
3481 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3482 {
3483         int ret;
3484
3485         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3486
3487         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3488         if (ret)
3489                 goto out;
3490
3491         if (!memcg->tcpmem_active) {
3492                 /*
3493                  * The active flag needs to be written after the static_key
3494                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3495                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3496                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3497                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3498                  *
3499                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3500                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3501                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3502                  * yet, we'll lose accounting.
3503                  *
3504                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3505                  * because when this value change, the code to process it is not
3506                  * patched in yet.
3507                  */
3508                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3509                 memcg->tcpmem_active = true;
3510         }
3511 out:
3512         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3513         return ret;
3514 }
3515
3516 /*
3517  * The user of this function is...
3518  * RES_LIMIT.
3519  */
3520 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3521                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3522 {
3523         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3524         unsigned long nr_pages;
3525         int ret;
3526
3527         buf = strstrip(buf);
3528         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3529         if (ret)
3530                 return ret;
3531
3532         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3533         case RES_LIMIT:
3534                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3535                         ret = -EINVAL;
3536                         break;
3537                 }
3538                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3539                 case _MEM:
3540                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3541                         break;
3542                 case _MEMSWAP:
3543                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3544                         break;
3545                 case _KMEM:
3546                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3547                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3548                                      "depend on this functionality.\n");
3549                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3550                         break;
3551                 case _TCP:
3552                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3553                         break;
3554                 }
3555                 break;
3556         case RES_SOFT_LIMIT:
3557                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3558                 ret = 0;
3559                 break;
3560         }
3561         return ret ?: nbytes;
3562 }
3563
3564 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3565                                 size_t nbytes, loff_t off)
3566 {
3567         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3568         struct page_counter *counter;
3569
3570         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3571         case _MEM:
3572                 counter = &memcg->memory;
3573                 break;
3574         case _MEMSWAP:
3575                 counter = &memcg->memsw;
3576                 break;
3577         case _KMEM:
3578                 counter = &memcg->kmem;
3579                 break;
3580         case _TCP:
3581                 counter = &memcg->tcpmem;
3582                 break;
3583         default:
3584                 BUG();
3585         }
3586
3587         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3588         case RES_MAX_USAGE:
3589                 page_counter_reset_watermark(counter);
3590                 break;
3591         case RES_FAILCNT:
3592                 counter->failcnt = 0;
3593                 break;
3594         default:
3595                 BUG();
3596         }
3597
3598         return nbytes;
3599 }
3600
3601 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3602                                         struct cftype *cft)
3603 {
3604         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3605 }
3606
3607 #ifdef CONFIG_MMU
3608 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3609                                         struct cftype *cft, u64 val)
3610 {
3611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3612
3613         if (val & ~MOVE_MASK)
3614                 return -EINVAL;
3615
3616         /*
3617          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3618          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3619          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3620          * affect task migrations starting after the change.
3621          */
3622         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3623         return 0;
3624 }
3625 #else
3626 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3627                                         struct cftype *cft, u64 val)
3628 {
3629         return -ENOSYS;
3630 }
3631 #endif
3632
3633 #ifdef CONFIG_NUMA
3634
3635 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3636 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3637 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3638
3639 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3640                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3641 {
3642         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3643         unsigned long nr = 0;
3644         enum lru_list lru;
3645
3646         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3647
3648         for_each_lru(lru) {
3649                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3650                         continue;
3651                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3652         }
3653         return nr;
3654 }
3655
3656 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3657                                              unsigned int lru_mask)
3658 {
3659         unsigned long nr = 0;
3660         enum lru_list lru;
3661
3662         for_each_lru(lru) {
3663                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3664                         continue;
3665                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3666         }
3667         return nr;
3668 }
3669
3670 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3671 {
3672         struct numa_stat {
3673                 const char *name;
3674                 unsigned int lru_mask;
3675         };
3676
3677         static const struct numa_stat stats[] = {
3678                 { "total", LRU_ALL },
3679                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3680                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3681                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3682         };
3683         const struct numa_stat *stat;
3684         int nid;
3685         unsigned long nr;
3686         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3687
3688         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3689                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3690                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3691                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3692                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3693                                                           stat->lru_mask);
3694                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3695                 }
3696                 seq_putc(m, '\n');
3697         }
3698
3699         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3700                 struct mem_cgroup *iter;
3701
3702                 nr = 0;
3703                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3704                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3705                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3706                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3707                         nr = 0;
3708                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3709                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3710                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3711                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3712                 }
3713                 seq_putc(m, '\n');
3714         }
3715
3716         return 0;
3717 }
3718 #endif /* CONFIG_NUMA */
3719
3720 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3721         MEMCG_CACHE,
3722         MEMCG_RSS,
3723         MEMCG_RSS_HUGE,
3724         NR_SHMEM,
3725         NR_FILE_MAPPED,
3726         NR_FILE_DIRTY,
3727         NR_WRITEBACK,
3728         MEMCG_SWAP,
3729 };
3730
3731 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3732         "cache",
3733         "rss",
3734         "rss_huge",
3735         "shmem",
3736         "mapped_file",
3737         "dirty",
3738         "writeback",
3739         "swap",
3740 };
3741
3742 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3743 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3744         PGPGIN,
3745         PGPGOUT,
3746         PGFAULT,
3747         PGMAJFAULT,
3748 };
3749
3750 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3751 {
3752         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3753         unsigned long memory, memsw;
3754         struct mem_cgroup *mi;
3755         unsigned int i;
3756
3757         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3758
3759         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3760                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3761                         continue;
3762                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3763                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3764                            PAGE_SIZE);
3765         }
3766
3767         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3768                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3769                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3770
3771         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3772                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3773                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3774                            PAGE_SIZE);
3775
3776         /* Hierarchical information */
3777         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3778         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3779                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3780                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3781         }
3782         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3783                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3784         if (do_memsw_account())
3785                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3786                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3787
3788         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3789                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3790                         continue;
3791                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3792                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3793                            PAGE_SIZE);
3794         }
3795
3796         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3797                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3798                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
3799                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3800
3801         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3802                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
3803                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3804                            PAGE_SIZE);
3805
3806 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3807         {
3808                 pg_data_t *pgdat;
3809                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3810                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3811                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3812                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3813
3814                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3815                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3816                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3817
3818                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3819                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3820                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3821                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3822                 }
3823                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3824                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3825                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3826                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3827         }
3828 #endif
3829
3830         return 0;
3831 }
3832
3833 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3834                                       struct cftype *cft)
3835 {
3836         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3837
3838         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3839 }
3840
3841 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3842                                        struct cftype *cft, u64 val)
3843 {
3844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3845
3846         if (val > 100)
3847                 return -EINVAL;
3848
3849         if (css->parent)
3850                 memcg->swappiness = val;
3851         else
3852                 vm_swappiness = val;
3853
3854         return 0;
3855 }
3856
3857 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3858 {
3859         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3860         unsigned long usage;
3861         int i;
3862
3863         rcu_read_lock();
3864         if (!swap)
3865                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3866         else
3867                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3868
3869         if (!t)
3870                 goto unlock;
3871
3872         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3873
3874         /*
3875          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3876          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3877          * call of __mem_cgroup_threshold().
3878          */
3879         i = t->current_threshold;
3880
3881         /*
3882          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3883          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3884          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3885          * only one element of the array here.
3886          */
3887         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3888                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3889
3890         /* i = current_threshold + 1 */
3891         i++;
3892
3893         /*
3894          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3895          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3896          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3897          * only one element of the array here.
3898          */
3899         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3900                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3901
3902         /* Update current_threshold */
3903         t->current_threshold = i - 1;
3904 unlock:
3905         rcu_read_unlock();
3906 }
3907
3908 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3909 {
3910         while (memcg) {
3911                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3912                 if (do_memsw_account())
3913                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3914
3915                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3916         }
3917 }
3918
3919 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3920 {
3921         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3922         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3923
3924         if (_a->threshold > _b->threshold)
3925                 return 1;
3926
3927         if (_a->threshold < _b->threshold)
3928                 return -1;
3929
3930         return 0;
3931 }
3932
3933 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3934 {
3935         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3936
3937         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3938
3939         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3940                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3941
3942         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3943         return 0;
3944 }
3945
3946 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3947 {
3948         struct mem_cgroup *iter;
3949
3950         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3951                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3952 }
3953
3954 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3955         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3956 {
3957         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3958         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3959         unsigned long threshold;
3960         unsigned long usage;
3961         int i, size, ret;
3962
3963         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3964         if (ret)
3965                 return ret;
3966
3967         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3968
3969         if (type == _MEM) {
3970                 thresholds = &memcg->thresholds;
3971                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3972         } else if (type == _MEMSWAP) {
3973                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3974                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3975         } else
3976                 BUG();
3977
3978         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3979         if (thresholds->primary)
3980                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3981
3982         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3983
3984         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3985         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3986         if (!new) {
3987                 ret = -ENOMEM;
3988                 goto unlock;
3989         }
3990         new->size = size;
3991
3992         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3993         if (thresholds->primary) {
3994                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3995                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3996         }
3997
3998         /* Add new threshold */
3999         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4000         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4001
4002         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4003         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4004                         compare_thresholds, NULL);
4005
4006         /* Find current threshold */
4007         new->current_threshold = -1;
4008         for (i = 0; i < size; i++) {
4009                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4010                         /*
4011                          * new->current_threshold will not be used until
4012                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4013                          * it here.
4014                          */
4015                         ++new->current_threshold;
4016                 } else
4017                         break;
4018         }
4019
4020         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4021         kfree(thresholds->spare);
4022         thresholds->spare = thresholds->primary;
4023
4024         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4025
4026         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4027         synchronize_rcu();
4028
4029 unlock:
4030         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4031
4032         return ret;
4033 }
4034
4035 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4036         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4037 {
4038         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4039 }
4040
4041 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4042         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4043 {
4044         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4045 }
4046
4047 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4048         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4049 {
4050         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4051         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4052         unsigned long usage;
4053         int i, j, size, entries;
4054
4055         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4056
4057         if (type == _MEM) {
4058                 thresholds = &memcg->thresholds;
4059                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4060         } else if (type == _MEMSWAP) {
4061                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4062                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4063         } else
4064                 BUG();
4065
4066         if (!thresholds->primary)
4067                 goto unlock;
4068
4069         /* Check if a threshold crossed before removing */
4070         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4071
4072         /* Calculate new number of threshold */
4073         size = entries = 0;
4074         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4075                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4076                         size++;
4077                 else
4078                         entries++;
4079         }
4080
4081         new = thresholds->spare;
4082
4083         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4084         if (!entries)
4085                 goto unlock;
4086
4087         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4088         if (!size) {
4089                 kfree(new);
4090                 new = NULL;
4091                 goto swap_buffers;
4092         }
4093
4094         new->size = size;
4095
4096         /* Copy thresholds and find current threshold */
4097         new->current_threshold = -1;
4098         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4099                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4100                         continue;
4101
4102                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4103                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4104                         /*
4105                          * new->current_threshold will not be used
4106                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4107                          * it here.
4108                          */
4109                         ++new->current_threshold;
4110                 }
4111                 j++;
4112         }
4113
4114 swap_buffers:
4115         /* Swap primary and spare array */
4116         thresholds->spare = thresholds->primary;
4117
4118         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4119
4120         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4121         synchronize_rcu();
4122
4123         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4124         if (!new) {
4125                 kfree(thresholds->spare);
4126                 thresholds->spare = NULL;
4127         }
4128 unlock:
4129         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4130 }
4131
4132 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4133         struct eventfd_ctx *eventfd)
4134 {
4135         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4136 }
4137
4138 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4139         struct eventfd_ctx *eventfd)
4140 {
4141         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4142 }
4143
4144 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4145         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4146 {
4147         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4148
4149         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4150         if (!event)
4151                 return -ENOMEM;
4152
4153         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4154
4155         event->eventfd = eventfd;
4156         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4157
4158         /* already in OOM ? */
4159         if (memcg->under_oom)
4160                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4161         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4162
4163         return 0;
4164 }
4165
4166 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4167         struct eventfd_ctx *eventfd)
4168 {
4169         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4170
4171         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4172
4173         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4174                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4175                         list_del(&ev->list);
4176                         kfree(ev);
4177                 }
4178         }
4179
4180         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4181 }
4182
4183 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4184 {
4185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4186
4187         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4188         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4189         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4190                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4191         return 0;
4192 }
4193
4194 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4195         struct cftype *cft, u64 val)
4196 {
4197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4198
4199         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4200         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4201                 return -EINVAL;
4202
4203         memcg->oom_kill_disable = val;
4204         if (!val)
4205                 memcg_oom_recover(memcg);
4206
4207         return 0;
4208 }
4209
4210 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4211
4212 #include <trace/events/writeback.h>
4213
4214 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4215 {
4216         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4217 }
4218
4219 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4220 {
4221         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4222 }
4223
4224 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4225 {
4226         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4227 }
4228
4229 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4230 {
4231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4232
4233         if (!memcg->css.parent)
4234                 return NULL;
4235
4236         return &memcg->cgwb_domain;
4237 }
4238
4239 /*
4240  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4241  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4242  */
4243 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4244 {
4245         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4246         int cpu;
4247
4248         for_each_online_cpu(cpu)
4249                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4250         if (x < 0)
4251                 x = 0;
4252         return x;
4253 }
4254
4255 /**
4256  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4257  * @wb: bdi_writeback in question
4258  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4259  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4260  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4261  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4262  *
4263  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4264  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4265  * is a bit more involved.
4266  *
4267  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4268  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4269  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4270  * available memory in the system.  The caller should further cap
4271  * *@pheadroom accordingly.
4272  */
4273 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4274                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4275                          unsigned long *pwriteback)
4276 {
4277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4278         struct mem_cgroup *parent;
4279
4280         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4281
4282         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4283         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4284         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4285                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4286         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4287
4288         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4289                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4290                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4291
4292                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4293                 memcg = parent;
4294         }
4295 }
4296
4297 /*
4298  * Foreign dirty flushing
4299  *
4300  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4301  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4302  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4303  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4304  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4305  * different cgroups isn't a common use-case.
4306  *
4307  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4308  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4309  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4310  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4311  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4312  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4313  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4314  * make writeback of the dirty pages happen.
4315  *
4316  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4317  * severely throttled after making some progress after each
4318  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4319  * completely idle.
4320  *
4321  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4322  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4323  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4324  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4325  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4326  *
4327  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4328  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4329  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4330  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4331  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4332  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4333  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4334  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4335  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4336  *
4337  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4338  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4339  * records are lockless and racy.
4340  */
4341 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4342                                              struct bdi_writeback *wb)
4343 {
4344         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4345         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4346         u64 now = get_jiffies_64();
4347         u64 oldest_at = now;
4348         int oldest = -1;
4349         int i;
4350
4351         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4352
4353         /*
4354          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4355          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4356          * written out.
4357          */
4358         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4359                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4360                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4361                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4362                         break;
4363                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4364                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4365                         oldest = i;
4366                         oldest_at = frn->at;
4367                 }
4368         }
4369
4370         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4371                 /*
4372                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4373                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4374                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4375                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4376                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4377                  */
4378                 unsigned long update_intv =
4379                         min_t(unsigned long, HZ,
4380                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4381
4382                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4383                         frn->at = now;
4384         } else if (oldest >= 0) {
4385                 /* replace the oldest free one */
4386                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4387                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4388                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4389                 frn->at = now;
4390         }
4391 }
4392
4393 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4394 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4395 {
4396         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4397         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4398         u64 now = jiffies_64;
4399         int i;
4400
4401         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4402                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4403
4404                 /*
4405                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4406                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4407                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4408                  * already one in flight.
4409                  */
4410                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4411                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4412                         frn->at = 0;
4413                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4414                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4415                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4416                                                &frn->done);
4417                 }
4418         }
4419 }
4420
4421 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4422
4423 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4424 {
4425         return 0;
4426 }
4427
4428 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4429 {
4430 }
4431
4432 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4433 {
4434 }
4435
4436 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4437
4438 /*
4439  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4440  *
4441  * "cgroup.event_control" implementation.
4442  *
4443  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4444  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4445  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4446  *
4447  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4448  * possible.
4449  */
4450
4451 /*
4452  * Unregister event and free resources.
4453  *
4454  * Gets called from workqueue.
4455  */
4456 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4457 {
4458         struct mem_cgroup_event *event =
4459                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4460         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4461
4462         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4463
4464         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4465
4466         /* Notify userspace the event is going away. */
4467         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4468
4469         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4470         kfree(event);
4471         css_put(&memcg->css);
4472 }
4473
4474 /*
4475  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4476  *
4477  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4478  */
4479 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4480                             int sync, void *key)
4481 {
4482         struct mem_cgroup_event *event =
4483                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4484         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4485         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4486
4487         if (flags & EPOLLHUP) {
4488                 /*
4489                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4490                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4491                  * for us.
4492                  *
4493                  * We can't race against event freeing since the other
4494                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4495                  * which we hold.
4496                  */
4497                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4498                 if (!list_empty(&event->list)) {
4499                         list_del_init(&event->list);
4500                         /*
4501                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4502                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4503                          */
4504                         schedule_work(&event->remove);
4505                 }
4506                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4507         }
4508
4509         return 0;
4510 }
4511
4512 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4513                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4514 {
4515         struct mem_cgroup_event *event =
4516                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4517
4518         event->wqh = wqh;
4519         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4520 }
4521
4522 /*
4523  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4524  *
4525  * Parse input and register new cgroup event handler.
4526  *
4527  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4528  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4529  */
4530 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4531                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4532 {
4533         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4534         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4535         struct mem_cgroup_event *event;
4536         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4537         unsigned int efd, cfd;
4538         struct fd efile;
4539         struct fd cfile;
4540         const char *name;
4541         char *endp;
4542         int ret;
4543
4544         buf = strstrip(buf);
4545
4546         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4547         if (*endp != ' ')
4548                 return -EINVAL;
4549         buf = endp + 1;
4550
4551         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4552         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4553                 return -EINVAL;
4554         buf = endp + 1;
4555
4556         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4557         if (!event)
4558                 return -ENOMEM;
4559
4560         event->memcg = memcg;
4561         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4562         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4563         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4564         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4565
4566         efile = fdget(efd);
4567         if (!efile.file) {
4568                 ret = -EBADF;
4569                 goto out_kfree;
4570         }
4571
4572         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4573         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4574                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4575                 goto out_put_efile;
4576         }
4577
4578         cfile = fdget(cfd);
4579         if (!cfile.file) {
4580                 ret = -EBADF;
4581                 goto out_put_eventfd;
4582         }
4583
4584         /* the process need read permission on control file */
4585         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4586         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4587         if (ret < 0)
4588                 goto out_put_cfile;
4589
4590         /*
4591          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4592          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4593          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4594          * is for compatibility anyway.
4595          *
4596          * DO NOT ADD NEW FILES.
4597          */
4598         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4599
4600         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4601                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4602                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4603         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4604                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4605                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4606         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4607                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4608                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4609         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4610                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4611                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4612         } else {
4613                 ret = -EINVAL;
4614                 goto out_put_cfile;
4615         }
4616
4617         /*
4618          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4619          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4620          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4621          */
4622         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4623                                                &memory_cgrp_subsys);
4624         ret = -EINVAL;
4625         if (IS_ERR(cfile_css))
4626                 goto out_put_cfile;
4627         if (cfile_css != css) {
4628                 css_put(cfile_css);
4629                 goto out_put_cfile;
4630         }
4631
4632         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4633         if (ret)
4634                 goto out_put_css;
4635
4636         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4637
4638         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4639         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4640         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4641
4642         fdput(cfile);
4643         fdput(efile);
4644
4645         return nbytes;
4646
4647 out_put_css:
4648         css_put(css);
4649 out_put_cfile:
4650         fdput(cfile);
4651 out_put_eventfd:
4652         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4653 out_put_efile:
4654         fdput(efile);
4655 out_kfree:
4656         kfree(event);
4657
4658         return ret;
4659 }
4660
4661 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4662         {
4663                 .name = "usage_in_bytes",
4664                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4665                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4666         },
4667         {
4668                 .name = "max_usage_in_bytes",
4669                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4670                 .write = mem_cgroup_reset,
4671                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4672         },
4673         {
4674                 .name = "limit_in_bytes",
4675                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4676                 .write = mem_cgroup_write,
4677                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4678         },
4679         {
4680                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4681                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4682                 .write = mem_cgroup_write,
4683                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4684         },
4685         {
4686                 .name = "failcnt",
4687                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4688                 .write = mem_cgroup_reset,
4689                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "stat",
4693                 .seq_show = memcg_stat_show,
4694         },
4695         {
4696                 .name = "force_empty",
4697                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4698         },
4699         {
4700                 .name = "use_hierarchy",
4701                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4702                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4706                 .write = memcg_write_event_control,
4707                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4708         },
4709         {
4710                 .name = "swappiness",
4711                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4712                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4713         },
4714         {
4715                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4716                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4717                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4718         },
4719         {
4720                 .name = "oom_control",
4721                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4722                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4723                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4724         },
4725         {
4726                 .name = "pressure_level",
4727         },
4728 #ifdef CONFIG_NUMA
4729         {
4730                 .name = "numa_stat",
4731                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4732         },
4733 #endif
4734         {
4735                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4737                 .write = mem_cgroup_write,
4738                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4739         },
4740         {
4741                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4742                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4743                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4744         },
4745         {
4746                 .name = "kmem.failcnt",
4747                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4748                 .write = mem_cgroup_reset,
4749                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4750         },
4751         {
4752                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4753                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4754                 .write = mem_cgroup_reset,
4755                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4756         },
4757 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4758         {
4759                 .name = "kmem.slabinfo",
4760                 .seq_start = memcg_slab_start,
4761                 .seq_next = memcg_slab_next,
4762                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4763                 .seq_show = memcg_slab_show,
4764         },
4765 #endif
4766         {
4767                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4768                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4769                 .write = mem_cgroup_write,
4770                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4771         },
4772         {
4773                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4774                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4775                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4776         },
4777         {
4778                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4779                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4780                 .write = mem_cgroup_reset,
4781                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4782         },
4783         {
4784                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4785                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4786                 .write = mem_cgroup_reset,
4787                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4788         },
4789         { },    /* terminate */
4790 };
4791
4792 /*
4793  * Private memory cgroup IDR
4794  *
4795  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4796  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4797  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4798  * memory-controlled cgroups to 64k.
4799  *
4800  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4801  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4802  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4803  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4804  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4805  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4806  *
4807  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4808  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4809  * when the CSS is offlined.
4810  *
4811  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4812  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4813  * those references are manageable from userspace.
4814  */
4815
4816 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4817
4818 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4819 {
4820         if (memcg->id.id > 0) {
4821                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4822                 memcg->id.id = 0;
4823         }
4824 }
4825
4826 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4827 {
4828         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4829 }
4830
4831 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4832 {
4833         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4834                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4835
4836                 /* Memcg ID pins CSS */
4837                 css_put(&memcg->css);
4838         }
4839 }
4840
4841 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4842 {
4843         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4844 }
4845
4846 /**
4847  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4848  * @id: the memcg id to look up
4849  *
4850  * Caller must hold rcu_read_lock().
4851  */
4852 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4853 {
4854         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4855         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4856 }
4857
4858 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4859 {
4860         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4861         int tmp = node;
4862         /*
4863          * This routine is called against possible nodes.
4864          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4865          *
4866          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4867          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4868          *       function.
4869          */
4870         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4871                 tmp = -1;
4872         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4873         if (!pn)
4874                 return 1;
4875
4876         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4877         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4878                 kfree(pn);
4879                 return 1;
4880         }
4881
4882         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4883         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4884                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4885                 kfree(pn);
4886                 return 1;
4887         }
4888
4889         lruvec_init(&pn->lruvec);
4890         pn->usage_in_excess = 0;
4891         pn->on_tree = false;
4892         pn->memcg = memcg;
4893
4894         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4895         return 0;
4896 }
4897
4898 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4899 {
4900         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4901
4902         if (!pn)
4903                 return;
4904
4905         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4906         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4907         kfree(pn);
4908 }
4909
4910 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4911 {
4912         int node;
4913
4914         for_each_node(node)
4915                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4916         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4917         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4918         kfree(memcg);
4919 }
4920
4921 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4922 {
4923         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4924         /*
4925          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
4926          * on parent's and all ancestor levels.
4927          */
4928         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
4929         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
4930         __mem_cgroup_free(memcg);
4931 }
4932
4933 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4934 {
4935         struct mem_cgroup *memcg;
4936         unsigned int size;
4937         int node;
4938         int __maybe_unused i;
4939
4940         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4941         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4942
4943         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4944         if (!memcg)
4945                 return NULL;
4946
4947         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4948                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4949                                  GFP_KERNEL);
4950         if (memcg->id.id < 0)
4951                 goto fail;
4952
4953         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4954         if (!memcg->vmstats_local)
4955                 goto fail;
4956
4957         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4958         if (!memcg->vmstats_percpu)
4959                 goto fail;
4960
4961         for_each_node(node)
4962                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4963                         goto fail;
4964
4965         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4966                 goto fail;
4967
4968         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4969         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4970         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4971         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4972         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4973         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4974         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4975         memcg->socket_pressure = jiffies;
4976 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4977         memcg->kmemcg_id = -1;
4978 #endif
4979 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4980         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4981         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
4982                 memcg->cgwb_frn[i].done =
4983                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
4984 #endif
4985 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4986         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
4987         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
4988         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
4989 #endif
4990         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4991         return memcg;
4992 fail:
4993         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4994         __mem_cgroup_free(memcg);
4995         return NULL;
4996 }
4997
4998 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4999 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5000 {
5001         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5002         struct mem_cgroup *memcg;
5003         long error = -ENOMEM;
5004
5005         memcg = mem_cgroup_alloc();
5006         if (!memcg)
5007                 return ERR_PTR(error);
5008
5009         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5010         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5011         if (parent) {
5012                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5013                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5014         }
5015         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5016                 memcg->use_hierarchy = true;
5017                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5018                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5019                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5020                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5021                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5022         } else {
5023                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5024                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5025                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5026                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5027                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5028                 /*
5029                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5030                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5031                  * unfortunate state in our controller.
5032                  */
5033                 if (parent != root_mem_cgroup)
5034                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5035         }
5036
5037         /* The following stuff does not apply to the root */
5038         if (!parent) {
5039 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5040                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5041 #endif
5042                 root_mem_cgroup = memcg;
5043                 return &memcg->css;
5044         }
5045
5046         error = memcg_online_kmem(memcg);
5047         if (error)
5048                 goto fail;
5049
5050         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5051                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5052
5053         return &memcg->css;
5054 fail:
5055         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5056         mem_cgroup_free(memcg);
5057         return ERR_PTR(-ENOMEM);
5058 }
5059
5060 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5061 {
5062         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5063
5064         /*
5065          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5066          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5067          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5068          */
5069         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5070                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5071                 return -ENOMEM;
5072         }
5073
5074         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5075         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5076         css_get(css);
5077         return 0;
5078 }
5079
5080 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5081 {
5082         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5083         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5084
5085         /*
5086          * Unregister events and notify userspace.
5087          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5088          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5089          */
5090         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5091         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5092                 list_del_init(&event->list);
5093                 schedule_work(&event->remove);
5094         }
5095         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5096
5097         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5098         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5099
5100         memcg_offline_kmem(memcg);
5101         wb_memcg_offline(memcg);
5102
5103         drain_all_stock(memcg);
5104
5105         mem_cgroup_id_put(memcg);
5106 }
5107
5108 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5109 {
5110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5111
5112         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5113 }
5114
5115 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5116 {
5117         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5118         int __maybe_unused i;
5119
5120 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5121         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5122                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5123 #endif
5124         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5125                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5126
5127         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5128                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5129
5130         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5131         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5132         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5133         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5134         memcg_free_kmem(memcg);
5135         mem_cgroup_free(memcg);
5136 }
5137
5138 /**
5139  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5140  * @css: the target css
5141  *
5142  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5143  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5144  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5145  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5146  * made visible again.
5147  *
5148  * The current implementation only resets the essential configurations.
5149  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5150  */
5151 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5152 {
5153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5154
5155         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5156         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5157         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5158         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5159         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5160         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5161         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5162         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5163         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5164         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5165 }
5166
5167 #ifdef CONFIG_MMU
5168 /* Handlers for move charge at task migration. */
5169 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5170 {
5171         int ret;
5172
5173         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5174         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5175         if (!ret) {
5176                 mc.precharge += count;
5177                 return ret;
5178         }
5179
5180         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5181         while (count--) {
5182                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5183                 if (ret)
5184                         return ret;
5185                 mc.precharge++;
5186                 cond_resched();
5187         }
5188         return 0;
5189 }
5190
5191 union mc_target {
5192         struct page     *page;
5193         swp_entry_t     ent;
5194 };
5195
5196 enum mc_target_type {
5197         MC_TARGET_NONE = 0,
5198         MC_TARGET_PAGE,
5199         MC_TARGET_SWAP,
5200         MC_TARGET_DEVICE,
5201 };
5202
5203 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5204                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5205 {
5206         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5207
5208         if (!page || !page_mapped(page))
5209                 return NULL;
5210         if (PageAnon(page)) {
5211                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5212                         return NULL;
5213         } else {
5214                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5215                         return NULL;
5216         }
5217         if (!get_page_unless_zero(page))
5218                 return NULL;
5219
5220         return page;
5221 }
5222
5223 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5224 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5225                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5226 {
5227         struct page *page = NULL;
5228         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5229
5230         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
5231                 return NULL;
5232
5233         /*
5234          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5235          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5236          * as special swap entry in the CPU page table.
5237          */
5238         if (is_device_private_entry(ent)) {
5239                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5240                 /*
5241                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5242                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5243                  */
5244                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5245                         return NULL;
5246                 return page;
5247         }
5248
5249         /*
5250          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5251          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5252          */
5253         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5254         if (do_memsw_account())
5255                 entry->val = ent.val;
5256
5257         return page;
5258 }
5259 #else
5260 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5261                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5262 {
5263         return NULL;
5264 }
5265 #endif
5266
5267 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5268                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5269 {
5270         struct page *page = NULL;
5271         struct address_space *mapping;
5272         pgoff_t pgoff;
5273
5274         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5275                 return NULL;
5276         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5277                 return NULL;
5278
5279         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5280         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5281
5282         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5283 #ifdef CONFIG_SWAP
5284         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5285         if (shmem_mapping(mapping)) {
5286                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5287                 if (xa_is_value(page)) {
5288                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5289                         if (do_memsw_account())
5290                                 *entry = swp;
5291                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5292                                              swp_offset(swp));
5293                 }
5294         } else
5295                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5296 #else
5297         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5298 #endif
5299         return page;
5300 }
5301
5302 /**
5303  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5304  * @page: the page
5305  * @compound: charge the page as compound or small page
5306  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5307  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5308  *
5309  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5310  *
5311  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5312  * from old cgroup.
5313  */
5314 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5315                                    bool compound,
5316                                    struct mem_cgroup *from,
5317                                    struct mem_cgroup *to)
5318 {
5319         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5320         struct pglist_data *pgdat;
5321         unsigned long flags;
5322         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5323         int ret;
5324         bool anon;
5325
5326         VM_BUG_ON(from == to);
5327         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5328         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5329
5330         /*
5331          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5332          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5333          */
5334         ret = -EBUSY;
5335         if (!trylock_page(page))
5336                 goto out;
5337
5338         ret = -EINVAL;
5339         if (page->mem_cgroup != from)
5340                 goto out_unlock;
5341
5342         anon = PageAnon(page);
5343
5344         pgdat = page_pgdat(page);
5345         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5346         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5347
5348         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5349
5350         if (!anon && page_mapped(page)) {
5351                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5352                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5353         }
5354
5355         /*
5356          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5357          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5358          * So mapping should be stable for dirty pages.
5359          */
5360         if (!anon && PageDirty(page)) {
5361                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5362
5363                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5364                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5365                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5366                 }
5367         }
5368
5369         if (PageWriteback(page)) {
5370                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5371                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5372         }
5373
5374         /*
5375          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5376          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5377          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5378          */
5379
5380         /* caller should have done css_get */
5381         page->mem_cgroup = to;
5382
5383         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5384
5385         ret = 0;
5386
5387         local_irq_disable();
5388         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5389         memcg_check_events(to, page);
5390         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5391         memcg_check_events(from, page);
5392         local_irq_enable();
5393 out_unlock:
5394         unlock_page(page);
5395 out:
5396         return ret;
5397 }
5398
5399 /**
5400  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5401  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5402  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5403  * @ptent: the pte to be checked
5404  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5405  *
5406  * Returns
5407  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5408  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5409  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5410  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5411  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5412  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5413  *     in target->ent.
5414  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5415  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5416  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5417  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5418  *     regular page.
5419  *
5420  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5421  *
5422  * Called with pte lock held.
5423  */
5424
5425 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5426                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5427 {
5428         struct page *page = NULL;
5429         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5430         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5431
5432         if (pte_present(ptent))
5433                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5434         else if (is_swap_pte(ptent))
5435                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5436         else if (pte_none(ptent))
5437                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5438
5439         if (!page && !ent.val)
5440                 return ret;
5441         if (page) {
5442                 /*
5443                  * Do only loose check w/o serialization.
5444                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5445                  * not under LRU exclusion.
5446                  */
5447                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5448                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5449                         if (is_device_private_page(page))
5450                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5451                         if (target)
5452                                 target->page = page;
5453                 }
5454                 if (!ret || !target)
5455                         put_page(page);
5456         }
5457         /*
5458          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5459          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5460          */
5461         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5462             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5463                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5464                 if (target)
5465                         target->ent = ent;
5466         }
5467         return ret;
5468 }
5469
5470 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5471 /*
5472  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5473  * not support them for now.
5474  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5475  */
5476 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5477                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5478 {
5479         struct page *page = NULL;
5480         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5481
5482         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5483                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5484                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5485                 return ret;
5486         }
5487         page = pmd_page(pmd);
5488         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5489         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5490                 return ret;
5491         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5492                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5493                 if (target) {
5494                         get_page(page);
5495                         target->page = page;
5496                 }
5497         }
5498         return ret;
5499 }
5500 #else
5501 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5502                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5503 {
5504         return MC_TARGET_NONE;
5505 }
5506 #endif
5507
5508 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5509                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5510                                         struct mm_walk *walk)
5511 {
5512         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5513         pte_t *pte;
5514         spinlock_t *ptl;
5515
5516         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5517         if (ptl) {
5518                 /*
5519                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5520                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5521                  * this might change.
5522                  */
5523                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5524                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5525                 spin_unlock(ptl);
5526                 return 0;
5527         }
5528
5529         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5530                 return 0;
5531         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5532         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5533                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5534                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5535         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5536         cond_resched();
5537
5538         return 0;
5539 }
5540
5541 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5542         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5543 };
5544
5545 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5546 {
5547         unsigned long precharge;
5548
5549         down_read(&mm->mmap_sem);
5550         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5551         up_read(&mm->mmap_sem);
5552
5553         precharge = mc.precharge;
5554         mc.precharge = 0;
5555
5556         return precharge;
5557 }
5558
5559 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5560 {
5561         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5562
5563         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5564         mc.moving_task = current;
5565         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5566 }
5567
5568 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5569 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5570 {
5571         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5572         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5573
5574         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5575         if (mc.precharge) {
5576                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5577                 mc.precharge = 0;
5578         }
5579         /*
5580          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5581          * we must uncharge here.
5582          */
5583         if (mc.moved_charge) {
5584                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5585                 mc.moved_charge = 0;
5586         }
5587         /* we must fixup refcnts and charges */
5588         if (mc.moved_swap) {
5589                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5590                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5591                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5592
5593                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5594
5595                 /*
5596                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5597                  * should uncharge to->memory.
5598                  */
5599                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5600                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5601
5602                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5603                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5604
5605                 mc.moved_swap = 0;
5606         }
5607         memcg_oom_recover(from);
5608         memcg_oom_recover(to);
5609         wake_up_all(&mc.waitq);
5610 }
5611
5612 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5613 {
5614         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5615
5616         /*
5617          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5618          * task migration.
5619          */
5620         mc.moving_task = NULL;
5621         __mem_cgroup_clear_mc();
5622         spin_lock(&mc.lock);
5623         mc.from = NULL;
5624         mc.to = NULL;
5625         mc.mm = NULL;
5626         spin_unlock(&mc.lock);
5627
5628         mmput(mm);
5629 }
5630
5631 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5632 {
5633         struct cgroup_subsys_state *css;
5634         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5635         struct mem_cgroup *from;
5636         struct task_struct *leader, *p;
5637         struct mm_struct *mm;
5638         unsigned long move_flags;
5639         int ret = 0;
5640
5641         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5642         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5643                 return 0;
5644
5645         /*
5646          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5647          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5648          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5649          * multiple.
5650          */
5651         p = NULL;
5652         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5653                 WARN_ON_ONCE(p);
5654                 p = leader;
5655                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5656         }
5657         if (!p)
5658                 return 0;
5659
5660         /*
5661          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5662          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5663          * So we need to save it, and keep it going.
5664          */
5665         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5666         if (!move_flags)
5667                 return 0;
5668
5669         from = mem_cgroup_from_task(p);
5670
5671         VM_BUG_ON(from == memcg);
5672
5673         mm = get_task_mm(p);
5674         if (!mm)
5675                 return 0;
5676         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5677         if (mm->owner == p) {
5678                 VM_BUG_ON(mc.from);
5679                 VM_BUG_ON(mc.to);
5680                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5681                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5682                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5683
5684                 spin_lock(&mc.lock);
5685                 mc.mm = mm;
5686                 mc.from = from;
5687                 mc.to = memcg;
5688                 mc.flags = move_flags;
5689                 spin_unlock(&mc.lock);
5690                 /* We set mc.moving_task later */
5691
5692                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5693                 if (ret)
5694                         mem_cgroup_clear_mc();
5695         } else {
5696                 mmput(mm);
5697         }
5698         return ret;
5699 }
5700
5701 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5702 {
5703         if (mc.to)
5704                 mem_cgroup_clear_mc();
5705 }
5706
5707 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5708                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5709                                 struct mm_walk *walk)
5710 {
5711         int ret = 0;
5712         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5713         pte_t *pte;
5714         spinlock_t *ptl;
5715         enum mc_target_type target_type;
5716         union mc_target target;
5717         struct page *page;
5718
5719         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5720         if (ptl) {
5721                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5722                         spin_unlock(ptl);
5723                         return 0;
5724                 }
5725                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5726                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5727                         page = target.page;
5728                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5729                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5730                                                              mc.from, mc.to)) {
5731                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5732                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5733                                 }
5734                                 putback_lru_page(page);
5735                         }
5736                         put_page(page);
5737                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5738                         page = target.page;
5739                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5740                                                      mc.from, mc.to)) {
5741                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5742                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5743                         }
5744                         put_page(page);
5745                 }
5746                 spin_unlock(ptl);
5747                 return 0;
5748         }
5749
5750         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5751                 return 0;
5752 retry:
5753         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5754         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5755                 pte_t ptent = *(pte++);
5756                 bool device = false;
5757                 swp_entry_t ent;
5758
5759                 if (!mc.precharge)
5760                         break;
5761
5762                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5763                 case MC_TARGET_DEVICE:
5764                         device = true;
5765                         /* fall through */
5766                 case MC_TARGET_PAGE:
5767                         page = target.page;
5768                         /*
5769                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5770                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5771                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5772                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5773                          */
5774                         if (PageTransCompound(page))
5775                                 goto put;
5776                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5777                                 goto put;
5778                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5779                                                 mc.from, mc.to)) {
5780                                 mc.precharge--;
5781                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5782                                 mc.moved_charge++;
5783                         }
5784                         if (!device)
5785                                 putback_lru_page(page);
5786 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5787                         put_page(page);
5788                         break;
5789                 case MC_TARGET_SWAP:
5790                         ent = target.ent;
5791                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5792                                 mc.precharge--;
5793                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5794                                 mc.moved_swap++;
5795                         }
5796                         break;
5797                 default:
5798                         break;
5799                 }
5800         }
5801         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5802         cond_resched();
5803
5804         if (addr != end) {
5805                 /*
5806                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5807                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5808                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5809                  * phase.
5810                  */
5811                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5812                 if (!ret)
5813                         goto retry;
5814         }
5815
5816         return ret;
5817 }
5818
5819 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
5820         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5821 };
5822
5823 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5824 {
5825         lru_add_drain_all();
5826         /*
5827          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5828          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5829          * for already started RCU-only updates to finish.
5830          */
5831         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5832         synchronize_rcu();
5833 retry:
5834         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5835                 /*
5836                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5837                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5838                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5839                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5840                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5841                  */
5842                 __mem_cgroup_clear_mc();
5843                 cond_resched();
5844                 goto retry;
5845         }
5846         /*
5847          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5848          * additional charge, the page walk just aborts.
5849          */
5850         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
5851                         NULL);
5852
5853         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5854         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5855 }
5856
5857 static void mem_cgroup_move_task(void)
5858 {
5859         if (mc.to) {
5860                 mem_cgroup_move_charge();
5861                 mem_cgroup_clear_mc();
5862         }
5863 }
5864 #else   /* !CONFIG_MMU */
5865 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5866 {
5867         return 0;
5868 }
5869 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5870 {
5871 }
5872 static void mem_cgroup_move_task(void)
5873 {
5874 }
5875 #endif
5876
5877 /*
5878  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5879  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5880  * attempt.
5881  */
5882 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5883 {
5884         /*
5885          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5886          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5887          * on for the root memcg is enough.
5888          */
5889         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5890                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5891         else
5892                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5893 }
5894
5895 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5896 {
5897         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5898                 seq_puts(m, "max\n");
5899         else
5900                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5901
5902         return 0;
5903 }
5904
5905 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5906                                struct cftype *cft)
5907 {
5908         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5909
5910         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5911 }
5912
5913 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5914 {
5915         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5916                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5917 }
5918
5919 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5920                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5921 {
5922         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5923         unsigned long min;
5924         int err;
5925
5926         buf = strstrip(buf);
5927         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5928         if (err)
5929                 return err;
5930
5931         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5932
5933         return nbytes;
5934 }
5935
5936 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5937 {
5938         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5939                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5940 }
5941
5942 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5943                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5944 {
5945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5946         unsigned long low;
5947         int err;
5948
5949         buf = strstrip(buf);
5950         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5951         if (err)
5952                 return err;
5953
5954         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5955
5956         return nbytes;
5957 }
5958
5959 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5960 {
5961         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5962 }
5963
5964 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5965                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5966 {
5967         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5968         unsigned int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5969         bool drained = false;
5970         unsigned long high;
5971         int err;
5972
5973         buf = strstrip(buf);
5974         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5975         if (err)
5976                 return err;
5977
5978         memcg->high = high;
5979
5980         for (;;) {
5981                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5982                 unsigned long reclaimed;
5983
5984                 if (nr_pages <= high)
5985                         break;
5986
5987                 if (signal_pending(current))
5988                         break;
5989
5990                 if (!drained) {
5991                         drain_all_stock(memcg);
5992                         drained = true;
5993                         continue;
5994                 }
5995
5996                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5997                                                          GFP_KERNEL, true);
5998
5999                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6000                         break;
6001         }
6002
6003         return nbytes;
6004 }
6005
6006 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6007 {
6008         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6009                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6010 }
6011
6012 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6013                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6014 {
6015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6016         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6017         bool drained = false;
6018         unsigned long max;
6019         int err;
6020
6021         buf = strstrip(buf);
6022         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6023         if (err)
6024                 return err;
6025
6026         xchg(&memcg->memory.max, max);
6027
6028         for (;;) {
6029                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6030
6031                 if (nr_pages <= max)
6032                         break;
6033
6034                 if (signal_pending(current))
6035                         break;
6036
6037                 if (!drained) {
6038                         drain_all_stock(memcg);
6039                         drained = true;
6040                         continue;
6041                 }
6042
6043                 if (nr_reclaims) {
6044                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6045                                                           GFP_KERNEL, true))
6046                                 nr_reclaims--;
6047                         continue;
6048                 }
6049
6050                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6051                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6052                         break;
6053         }
6054
6055         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6056         return nbytes;
6057 }
6058
6059 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6060 {
6061         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6062         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6063         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6064         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6065         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6066                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6067 }
6068
6069 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6070 {
6071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6072
6073         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6074         return 0;
6075 }
6076
6077 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6078 {
6079         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6080
6081         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6082         return 0;
6083 }
6084
6085 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6086 {
6087         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6088         char *buf;
6089
6090         buf = memory_stat_format(memcg);
6091         if (!buf)
6092                 return -ENOMEM;
6093         seq_puts(m, buf);
6094         kfree(buf);
6095         return 0;
6096 }
6097
6098 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6099 {
6100         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6101
6102         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6103
6104         return 0;
6105 }
6106
6107 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6108                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6109 {
6110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6111         int ret, oom_group;
6112
6113         buf = strstrip(buf);
6114         if (!buf)
6115                 return -EINVAL;
6116
6117         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6118         if (ret)
6119                 return ret;
6120
6121         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6122                 return -EINVAL;
6123
6124         memcg->oom_group = oom_group;
6125
6126         return nbytes;
6127 }
6128
6129 static struct cftype memory_files[] = {
6130         {
6131                 .name = "current",
6132                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6133                 .read_u64 = memory_current_read,
6134         },
6135         {
6136                 .name = "min",
6137                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6138                 .seq_show = memory_min_show,
6139                 .write = memory_min_write,
6140         },
6141         {
6142                 .name = "low",
6143                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6144                 .seq_show = memory_low_show,
6145                 .write = memory_low_write,
6146         },
6147         {
6148                 .name = "high",
6149                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6150                 .seq_show = memory_high_show,
6151                 .write = memory_high_write,
6152         },
6153         {
6154                 .name = "max",
6155                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6156                 .seq_show = memory_max_show,
6157                 .write = memory_max_write,
6158         },
6159         {
6160                 .name = "events",
6161                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6162                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6163                 .seq_show = memory_events_show,
6164         },
6165         {
6166                 .name = "events.local",
6167                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6168                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6169                 .seq_show = memory_events_local_show,
6170         },
6171         {
6172                 .name = "stat",
6173                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6174                 .seq_show = memory_stat_show,
6175         },
6176         {
6177                 .name = "oom.group",
6178                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6179                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6180                 .write = memory_oom_group_write,
6181         },
6182         { }     /* terminate */
6183 };
6184
6185 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6186         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6187         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6188         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6189         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6190         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6191         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6192         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6193         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6194         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6195         .bind = mem_cgroup_bind,
6196         .dfl_cftypes = memory_files,
6197         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6198         .early_init = 0,
6199 };
6200
6201 /**
6202  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6203  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6204  * @memcg: the memory cgroup to check
6205  *
6206  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6207  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6208  *
6209  * Returns one of the following:
6210  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6211  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6212  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6213  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6214  *
6215  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
6216  *
6217  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
6218  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
6219  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
6220  *
6221  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
6222  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
6223  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
6224  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
6225  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
6226  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
6227  * protected memory.
6228  *
6229  *                                             low_usage
6230  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
6231  *                                        siblings_low_usage
6232  *
6233  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
6234  * low_usage = |
6235  *             | 0, otherwise.
6236  *
6237  *
6238  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
6239  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
6240  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
6241  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
6242  * distribution.
6243  *
6244  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
6245  *
6246  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
6247  *    //\\
6248  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
6249  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
6250  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
6251  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
6252  *
6253  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
6254  * is expected (approximately):
6255  *
6256  *     A/memory.current = 2G
6257  *
6258  *     B/memory.current = 1.3G
6259  *     C/memory.current = 0.6G
6260  *     D/memory.current = 0
6261  *     E/memory.current = 0
6262  *
6263  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
6264  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
6265  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
6266  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
6267  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
6268  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
6269  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6270  */
6271 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6272                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6273 {
6274         struct mem_cgroup *parent;
6275         unsigned long emin, parent_emin;
6276         unsigned long elow, parent_elow;
6277         unsigned long usage;
6278
6279         if (mem_cgroup_disabled())
6280                 return MEMCG_PROT_NONE;
6281
6282         if (!root)
6283                 root = root_mem_cgroup;
6284         if (memcg == root)
6285                 return MEMCG_PROT_NONE;
6286
6287         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6288         if (!usage)
6289                 return MEMCG_PROT_NONE;
6290
6291         emin = memcg->memory.min;
6292         elow = memcg->memory.low;
6293
6294         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6295         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6296         if (!parent)
6297                 return MEMCG_PROT_NONE;
6298
6299         if (parent == root)
6300                 goto exit;
6301
6302         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6303         emin = min(emin, parent_emin);
6304         if (emin && parent_emin) {
6305                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6306
6307                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6308                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6309                         &parent->memory.children_min_usage);
6310
6311                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6312                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6313                                    siblings_min_usage);
6314         }
6315
6316         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6317         elow = min(elow, parent_elow);
6318         if (elow && parent_elow) {
6319                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6320
6321                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6322                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6323                         &parent->memory.children_low_usage);
6324
6325                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6326                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6327                                    siblings_low_usage);
6328         }
6329
6330 exit:
6331         memcg->memory.emin = emin;
6332         memcg->memory.elow = elow;
6333
6334         if (usage <= emin)
6335                 return MEMCG_PROT_MIN;
6336         else if (usage <= elow)
6337                 return MEMCG_PROT_LOW;
6338         else
6339                 return MEMCG_PROT_NONE;
6340 }
6341
6342 /**
6343  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6344  * @page: page to charge
6345  * @mm: mm context of the victim
6346  * @gfp_mask: reclaim mode
6347  * @memcgp: charged memcg return
6348  * @compound: charge the page as compound or small page
6349  *
6350  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6351  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6352  *
6353  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6354  * Otherwise, an error code is returned.
6355  *
6356  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6357  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6358  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6359  */
6360 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6361                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6362                           bool compound)
6363 {
6364         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6365         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6366         int ret = 0;
6367
6368         if (mem_cgroup_disabled())
6369                 goto out;
6370
6371         if (PageSwapCache(page)) {
6372                 /*
6373                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6374                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6375                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6376                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6377                  * in turn serializes uncharging.
6378                  */
6379                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6380                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6381                         goto out;
6382
6383                 if (do_swap_account) {
6384                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6385                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6386
6387                         rcu_read_lock();
6388                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6389                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6390                                 memcg = NULL;
6391                         rcu_read_unlock();
6392                 }
6393         }
6394
6395         if (!memcg)
6396                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6397
6398         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6399
6400         css_put(&memcg->css);
6401 out:
6402         *memcgp = memcg;
6403         return ret;
6404 }
6405
6406 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6407                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6408                           bool compound)
6409 {
6410         struct mem_cgroup *memcg;
6411         int ret;
6412
6413         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6414         memcg = *memcgp;
6415         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6416         return ret;
6417 }
6418
6419 /**
6420  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6421  * @page: page to charge
6422  * @memcg: memcg to charge the page to
6423  * @lrucare: page might be on LRU already
6424  * @compound: charge the page as compound or small page
6425  *
6426  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6427  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6428  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6429  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6430  *
6431  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6432  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6433  *
6434  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6435  */
6436 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6437                               bool lrucare, bool compound)
6438 {
6439         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6440
6441         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6442         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6443
6444         if (mem_cgroup_disabled())
6445                 return;
6446         /*
6447          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6448          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6449          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6450          */
6451         if (!memcg)
6452                 return;
6453
6454         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6455
6456         local_irq_disable();
6457         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6458         memcg_check_events(memcg, page);
6459         local_irq_enable();
6460
6461         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6462                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6463                 /*
6464                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6465                  * let's not wait for it.  The page already received a
6466                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6467                  */
6468                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6469         }
6470 }
6471
6472 /**
6473  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6474  * @page: page to charge
6475  * @memcg: memcg to charge the page to
6476  * @compound: charge the page as compound or small page
6477  *
6478  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6479  */
6480 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6481                 bool compound)
6482 {
6483         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6484
6485         if (mem_cgroup_disabled())
6486                 return;
6487         /*
6488          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6489          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6490          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6491          */
6492         if (!memcg)
6493                 return;
6494
6495         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6496 }
6497
6498 struct uncharge_gather {
6499         struct mem_cgroup *memcg;
6500         unsigned long pgpgout;
6501         unsigned long nr_anon;
6502         unsigned long nr_file;
6503         unsigned long nr_kmem;
6504         unsigned long nr_huge;
6505         unsigned long nr_shmem;
6506         struct page *dummy_page;
6507 };
6508
6509 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6510 {
6511         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6512 }
6513
6514 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6515 {
6516         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6517         unsigned long flags;
6518
6519         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6520                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6521                 if (do_memsw_account())
6522                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6523                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6524                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6525                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6526         }
6527
6528         local_irq_save(flags);
6529         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6530         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6531         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6532         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6533         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6534         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6535         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6536         local_irq_restore(flags);
6537
6538         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6539                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6540 }
6541
6542 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6543 {
6544         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6545         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6546                         !PageHWPoison(page) , page);
6547
6548         if (!page->mem_cgroup)
6549                 return;
6550
6551         /*
6552          * Nobody should be changing or seriously looking at
6553          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6554          * exclusive access to the page.
6555          */
6556
6557         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6558                 if (ug->memcg) {
6559                         uncharge_batch(ug);
6560                         uncharge_gather_clear(ug);
6561                 }
6562                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6563         }
6564
6565         if (!PageKmemcg(page)) {
6566                 unsigned int nr_pages = 1;
6567
6568                 if (PageTransHuge(page)) {
6569                         nr_pages = compound_nr(page);
6570                         ug->nr_huge += nr_pages;
6571                 }
6572                 if (PageAnon(page))
6573                         ug->nr_anon += nr_pages;
6574                 else {
6575                         ug->nr_file += nr_pages;
6576                         if (PageSwapBacked(page))
6577                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6578                 }
6579                 ug->pgpgout++;
6580         } else {
6581                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6582                 __ClearPageKmemcg(page);
6583         }
6584
6585         ug->dummy_page = page;
6586         page->mem_cgroup = NULL;
6587 }
6588
6589 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6590 {
6591         struct uncharge_gather ug;
6592         struct list_head *next;
6593
6594         uncharge_gather_clear(&ug);
6595
6596         /*
6597          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6598          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6599          */
6600         next = page_list->next;
6601         do {
6602                 struct page *page;
6603
6604                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6605                 next = page->lru.next;
6606
6607                 uncharge_page(page, &ug);
6608         } while (next != page_list);
6609
6610         if (ug.memcg)
6611                 uncharge_batch(&ug);
6612 }
6613
6614 /**
6615  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6616  * @page: page to uncharge
6617  *
6618  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6619  * mem_cgroup_commit_charge().
6620  */
6621 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6622 {
6623         struct uncharge_gather ug;
6624
6625         if (mem_cgroup_disabled())
6626                 return;
6627
6628         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6629         if (!page->mem_cgroup)
6630                 return;
6631
6632         uncharge_gather_clear(&ug);
6633         uncharge_page(page, &ug);
6634         uncharge_batch(&ug);
6635 }
6636
6637 /**
6638  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6639  * @page_list: list of pages to uncharge
6640  *
6641  * Uncharge a list of pages previously charged with
6642  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6643  */
6644 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6645 {
6646         if (mem_cgroup_disabled())
6647                 return;
6648
6649         if (!list_empty(page_list))
6650                 uncharge_list(page_list);
6651 }
6652
6653 /**
6654  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6655  * @oldpage: currently circulating page
6656  * @newpage: replacement page
6657  *
6658  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6659  * be uncharged upon free.
6660  *
6661  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6662  */
6663 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6664 {
6665         struct mem_cgroup *memcg;
6666         unsigned int nr_pages;
6667         unsigned long flags;
6668
6669         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6670         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6671         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6672         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6673                        newpage);
6674
6675         if (mem_cgroup_disabled())
6676                 return;
6677
6678         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6679         if (newpage->mem_cgroup)
6680                 return;
6681
6682         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6683         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6684         if (!memcg)
6685                 return;
6686
6687         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6688         nr_pages = hpage_nr_pages(newpage);
6689
6690         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6691         if (do_memsw_account())
6692                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6693         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6694
6695         commit_charge(newpage, memcg, false);
6696
6697         local_irq_save(flags);
6698         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, PageTransHuge(newpage),
6699                         nr_pages);
6700         memcg_check_events(memcg, newpage);
6701         local_irq_restore(flags);
6702 }
6703
6704 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6705 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6706
6707 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6708 {
6709         struct mem_cgroup *memcg;
6710
6711         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6712                 return;
6713
6714         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6715         if (in_interrupt())
6716                 return;
6717
6718         rcu_read_lock();
6719         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6720         if (memcg == root_mem_cgroup)
6721                 goto out;
6722         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6723                 goto out;
6724         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6725                 sk->sk_memcg = memcg;
6726 out:
6727         rcu_read_unlock();
6728 }
6729
6730 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6731 {
6732         if (sk->sk_memcg)
6733                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6734 }
6735
6736 /**
6737  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6738  * @memcg: memcg to charge
6739  * @nr_pages: number of pages to charge
6740  *
6741  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6742  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6743  */
6744 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6745 {
6746         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6747
6748         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6749                 struct page_counter *fail;
6750
6751                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6752                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6753                         return true;
6754                 }
6755                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6756                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6757                 return false;
6758         }
6759
6760         /* Don't block in the packet receive path */
6761         if (in_softirq())
6762                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6763
6764         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6765
6766         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6767                 return true;
6768
6769         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6770         return false;
6771 }
6772
6773 /**
6774  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6775  * @memcg: memcg to uncharge
6776  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6777  */
6778 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6779 {
6780         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6781                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6782                 return;
6783         }
6784
6785         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6786
6787         refill_stock(memcg, nr_pages);
6788 }
6789
6790 static int __init cgroup_memory(char *s)
6791 {
6792         char *token;
6793
6794         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6795                 if (!*token)
6796                         continue;
6797                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6798                         cgroup_memory_nosocket = true;
6799                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6800                         cgroup_memory_nokmem = true;
6801         }
6802         return 0;
6803 }
6804 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6805
6806 /*
6807  * subsys_initcall() for memory controller.
6808  *
6809  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6810  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6811  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6812  * should be initialized from here.
6813  */
6814 static int __init mem_cgroup_init(void)
6815 {
6816         int cpu, node;
6817
6818 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6819         /*
6820          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6821          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6822          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6823          * destroyed simultaneously.
6824          */
6825         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6826         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6827 #endif
6828
6829         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6830                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6831
6832         for_each_possible_cpu(cpu)
6833                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6834                           drain_local_stock);
6835
6836         for_each_node(node) {
6837                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6838
6839                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6840                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6841
6842                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6843                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6844                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6845                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6846         }
6847
6848         return 0;
6849 }
6850 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6851
6852 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6853 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6854 {
6855         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6856                 /*
6857                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6858                  * always be >= 1.
6859                  */
6860                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6861                         VM_BUG_ON(1);
6862                         break;
6863                 }
6864                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6865                 if (!memcg)
6866                         memcg = root_mem_cgroup;
6867         }
6868         return memcg;
6869 }
6870
6871 /**
6872  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6873  * @page: page whose memsw charge to transfer
6874  * @entry: swap entry to move the charge to
6875  *
6876  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6877  */
6878 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6879 {
6880         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6881         unsigned int nr_entries;
6882         unsigned short oldid;
6883
6884         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6885         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6886
6887         if (!do_memsw_account())
6888                 return;
6889
6890         memcg = page->mem_cgroup;
6891
6892         /* Readahead page, never charged */
6893         if (!memcg)
6894                 return;
6895
6896         /*
6897          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6898          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6899          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6900          */
6901         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6902         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6903         /* Get references for the tail pages, too */
6904         if (nr_entries > 1)
6905                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6906         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6907                                    nr_entries);
6908         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6909         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6910
6911         page->mem_cgroup = NULL;
6912
6913         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6914                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6915
6916         if (memcg != swap_memcg) {
6917                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6918                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6919                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6920         }
6921
6922         /*
6923          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6924          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6925          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6926          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6927          */
6928         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6929         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6930                                      -nr_entries);
6931         memcg_check_events(memcg, page);
6932
6933         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6934                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6935 }
6936
6937 /**
6938  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6939  * @page: page being added to swap
6940  * @entry: swap entry to charge
6941  *
6942  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6943  *
6944  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6945  */
6946 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6947 {
6948         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6949         struct page_counter *counter;
6950         struct mem_cgroup *memcg;
6951         unsigned short oldid;
6952
6953         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6954                 return 0;
6955
6956         memcg = page->mem_cgroup;
6957
6958         /* Readahead page, never charged */
6959         if (!memcg)
6960                 return 0;
6961
6962         if (!entry.val) {
6963                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6964                 return 0;
6965         }
6966
6967         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6968
6969         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6970             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6971                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6972                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6973                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6974                 return -ENOMEM;
6975         }
6976
6977         /* Get references for the tail pages, too */
6978         if (nr_pages > 1)
6979                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6980         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6981         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6982         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6983
6984         return 0;
6985 }
6986
6987 /**
6988  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6989  * @entry: swap entry to uncharge
6990  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6991  */
6992 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6993 {
6994         struct mem_cgroup *memcg;
6995         unsigned short id;
6996
6997         if (!do_swap_account)
6998                 return;
6999
7000         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7001         rcu_read_lock();
7002         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7003         if (memcg) {
7004                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7005                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7006                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7007                         else
7008                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7009                 }
7010                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7011                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7012         }
7013         rcu_read_unlock();
7014 }
7015
7016 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7017 {
7018         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7019
7020         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7021                 return nr_swap_pages;
7022         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7023                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7024                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7025                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7026         return nr_swap_pages;
7027 }
7028
7029 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7030 {
7031         struct mem_cgroup *memcg;
7032
7033         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7034
7035         if (vm_swap_full())
7036                 return true;
7037         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7038                 return false;
7039
7040         memcg = page->mem_cgroup;
7041         if (!memcg)
7042                 return false;
7043
7044         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7045                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
7046                         return true;
7047
7048         return false;
7049 }
7050
7051 /* for remember boot option*/
7052 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7053 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7054 #else
7055 static int really_do_swap_account __initdata;
7056 #endif
7057
7058 static int __init enable_swap_account(char *s)
7059 {
7060         if (!strcmp(s, "1"))
7061                 really_do_swap_account = 1;
7062         else if (!strcmp(s, "0"))
7063                 really_do_swap_account = 0;
7064         return 1;
7065 }
7066 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7067
7068 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7069                              struct cftype *cft)
7070 {
7071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7072
7073         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7074 }
7075
7076 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7077 {
7078         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7079                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7080 }
7081
7082 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7083                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7084 {
7085         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7086         unsigned long max;
7087         int err;
7088
7089         buf = strstrip(buf);
7090         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7091         if (err)
7092                 return err;
7093
7094         xchg(&memcg->swap.max, max);
7095
7096         return nbytes;
7097 }
7098
7099 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7100 {
7101         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7102
7103         seq_printf(m, "max %lu\n",
7104                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7105         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7106                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7107
7108         return 0;
7109 }
7110
7111 static struct cftype swap_files[] = {
7112         {
7113                 .name = "swap.current",
7114                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7115                 .read_u64 = swap_current_read,
7116         },
7117         {
7118                 .name = "swap.max",
7119                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7120                 .seq_show = swap_max_show,
7121                 .write = swap_max_write,
7122         },
7123         {
7124                 .name = "swap.events",
7125                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7126                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7127                 .seq_show = swap_events_show,
7128         },
7129         { }     /* terminate */
7130 };
7131
7132 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7133         {
7134                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7135                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7136                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7137         },
7138         {
7139                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7140                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7141                 .write = mem_cgroup_reset,
7142                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7143         },
7144         {
7145                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7146                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7147                 .write = mem_cgroup_write,
7148                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7149         },
7150         {
7151                 .name = "memsw.failcnt",
7152                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7153                 .write = mem_cgroup_reset,
7154                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7155         },
7156         { },    /* terminate */
7157 };
7158
7159 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7160 {
7161         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7162                 do_swap_account = 1;
7163                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7164                                                swap_files));
7165                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7166                                                   memsw_cgroup_files));
7167         }
7168         return 0;
7169 }
7170 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7171
7172 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */