]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - mm/memcontrol.c
2cb7e4e5c51a23da60d61a5c3056835dc721d91f
[linux.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/mm.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/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         if (PageHead(page) && PageSlab(page))
490                 memcg = memcg_from_slab_page(page);
491         else
492                 memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
493         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
494                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
495         if (memcg)
496                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
497         rcu_read_unlock();
498         return ino;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_node *
502 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505
506         return memcg->nodeinfo[nid];
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
510 soft_limit_tree_node(int nid)
511 {
512         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
513 }
514
515 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
516 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
517 {
518         int nid = page_to_nid(page);
519
520         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
521 }
522
523 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
524                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
525                                          unsigned long new_usage_in_excess)
526 {
527         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
528         struct rb_node *parent = NULL;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
530         bool rightmost = true;
531
532         if (mz->on_tree)
533                 return;
534
535         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
536         if (!mz->usage_in_excess)
537                 return;
538         while (*p) {
539                 parent = *p;
540                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
541                                         tree_node);
542                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
543                         p = &(*p)->rb_left;
544                         rightmost = false;
545                 }
546
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554
555         if (rightmost)
556                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
557
558         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
559         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
560         mz->on_tree = true;
561 }
562
563 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
564                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
565 {
566         if (!mz->on_tree)
567                 return;
568
569         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
570                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
571
572         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
573         mz->on_tree = false;
574 }
575
576 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
577                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
578 {
579         unsigned long flags;
580
581         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
582         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
583         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
584 }
585
586 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
587 {
588         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
589         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
590         unsigned long excess = 0;
591
592         if (nr_pages > soft_limit)
593                 excess = nr_pages - soft_limit;
594
595         return excess;
596 }
597
598 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
599 {
600         unsigned long excess;
601         struct mem_cgroup_per_node *mz;
602         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
603
604         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
605         if (!mctz)
606                 return;
607         /*
608          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
609          * because their event counter is not touched.
610          */
611         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
612                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
613                 excess = soft_limit_excess(memcg);
614                 /*
615                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
616                  * mem is over its softlimit.
617                  */
618                 if (excess || mz->on_tree) {
619                         unsigned long flags;
620
621                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
622                         /* if on-tree, remove it */
623                         if (mz->on_tree)
624                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
625                         /*
626                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
627                          * If excess is 0, no tree ops.
628                          */
629                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
630                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
631                 }
632         }
633 }
634
635 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
636 {
637         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
638         struct mem_cgroup_per_node *mz;
639         int nid;
640
641         for_each_node(nid) {
642                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
643                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
644                 if (mctz)
645                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
646         }
647 }
648
649 static struct mem_cgroup_per_node *
650 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
651 {
652         struct mem_cgroup_per_node *mz;
653
654 retry:
655         mz = NULL;
656         if (!mctz->rb_rightmost)
657                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
658
659         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
660                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
661         /*
662          * Remove the node now but someone else can add it back,
663          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
664          * position in the tree.
665          */
666         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
667         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
668             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
669                 goto retry;
670 done:
671         return mz;
672 }
673
674 static struct mem_cgroup_per_node *
675 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
676 {
677         struct mem_cgroup_per_node *mz;
678
679         spin_lock_irq(&mctz->lock);
680         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
681         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
682         return mz;
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         long x;
694
695         if (mem_cgroup_disabled())
696                 return;
697
698         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], val);
699
700         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
701         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
702                 struct mem_cgroup *mi;
703
704                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
705                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
706                 x = 0;
707         }
708         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
709 }
710
711 static struct mem_cgroup_per_node *
712 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
713 {
714         struct mem_cgroup *parent;
715
716         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
717         if (!parent)
718                 return NULL;
719         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
720 }
721
722 /**
723  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
724  * @lruvec: the lruvec
725  * @idx: the stat item
726  * @val: delta to add to the counter, can be negative
727  *
728  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
729  * function updates the all three counters that are affected by a
730  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
731  */
732 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
733                         int val)
734 {
735         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
736         struct mem_cgroup_per_node *pn;
737         struct mem_cgroup *memcg;
738         long x;
739
740         /* Update node */
741         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
742
743         if (mem_cgroup_disabled())
744                 return;
745
746         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
747         memcg = pn->memcg;
748
749         /* Update memcg */
750         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
751
752         /* Update lruvec */
753         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
754
755         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
756         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
757                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
758
759                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
760                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
761                 x = 0;
762         }
763         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
764 }
765
766 /**
767  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the event item
770  * @count: the number of events that occured
771  */
772 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
773                           unsigned long count)
774 {
775         unsigned long x;
776
777         if (mem_cgroup_disabled())
778                 return;
779
780         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], count);
781
782         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
783         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
787                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
788                 x = 0;
789         }
790         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
791 }
792
793 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
794 {
795         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
796 }
797
798 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
799 {
800         long x = 0;
801         int cpu;
802
803         for_each_possible_cpu(cpu)
804                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
805         return x;
806 }
807
808 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
809                                          struct page *page,
810                                          bool compound, int nr_pages)
811 {
812         /*
813          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
814          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
815          */
816         if (PageAnon(page))
817                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
818         else {
819                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
820                 if (PageSwapBacked(page))
821                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
822         }
823
824         if (compound) {
825                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
826                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
827         }
828
829         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
830         if (nr_pages > 0)
831                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
832         else {
833                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
834                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
835         }
836
837         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
838 }
839
840 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
841                                        enum mem_cgroup_events_target target)
842 {
843         unsigned long val, next;
844
845         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
846         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
847         /* from time_after() in jiffies.h */
848         if ((long)(next - val) < 0) {
849                 switch (target) {
850                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
851                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
852                         break;
853                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
854                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
855                         break;
856                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
857                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
858                         break;
859                 default:
860                         break;
861                 }
862                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
863                 return true;
864         }
865         return false;
866 }
867
868 /*
869  * Check events in order.
870  *
871  */
872 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
873 {
874         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
875         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
876                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
877                 bool do_softlimit;
878                 bool do_numainfo __maybe_unused;
879
880                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
881                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
882 #if MAX_NUMNODES > 1
883                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
884                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
885 #endif
886                 mem_cgroup_threshold(memcg);
887                 if (unlikely(do_softlimit))
888                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
889 #if MAX_NUMNODES > 1
890                 if (unlikely(do_numainfo))
891                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
892 #endif
893         }
894 }
895
896 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
897 {
898         /*
899          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
900          * if it races with swapoff, page migration, etc.
901          * So this can be called with p == NULL.
902          */
903         if (unlikely(!p))
904                 return NULL;
905
906         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
907 }
908 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
909
910 /**
911  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
912  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
913  *
914  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
915  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
916  * returned.
917  */
918 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
919 {
920         struct mem_cgroup *memcg;
921
922         if (mem_cgroup_disabled())
923                 return NULL;
924
925         rcu_read_lock();
926         do {
927                 /*
928                  * Page cache insertions can happen withou an
929                  * actual mm context, e.g. during disk probing
930                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
931                  */
932                 if (unlikely(!mm))
933                         memcg = root_mem_cgroup;
934                 else {
935                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
936                         if (unlikely(!memcg))
937                                 memcg = root_mem_cgroup;
938                 }
939         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
940         rcu_read_unlock();
941         return memcg;
942 }
943 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
944
945 /**
946  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
947  * @page: page from which memcg should be extracted.
948  *
949  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
950  * root_mem_cgroup is returned.
951  */
952 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
953 {
954         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
955
956         if (mem_cgroup_disabled())
957                 return NULL;
958
959         rcu_read_lock();
960         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
961                 memcg = root_mem_cgroup;
962         rcu_read_unlock();
963         return memcg;
964 }
965 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
966
967 /**
968  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
969  */
970 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
971 {
972         if (unlikely(current->active_memcg)) {
973                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
974
975                 rcu_read_lock();
976                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
977                         memcg = current->active_memcg;
978                 rcu_read_unlock();
979                 return memcg;
980         }
981         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
982 }
983
984 /**
985  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
986  * @root: hierarchy root
987  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
988  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
989  *
990  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
991  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
992  *
993  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
994  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
995  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
996  *
997  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
998  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
999  * reclaimers operating on the same node and priority.
1000  */
1001 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1002                                    struct mem_cgroup *prev,
1003                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1004 {
1005         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1006         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1007         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1008         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1009
1010         if (mem_cgroup_disabled())
1011                 return NULL;
1012
1013         if (!root)
1014                 root = root_mem_cgroup;
1015
1016         if (prev && !reclaim)
1017                 pos = prev;
1018
1019         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1020                 if (prev)
1021                         goto out;
1022                 return root;
1023         }
1024
1025         rcu_read_lock();
1026
1027         if (reclaim) {
1028                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1029
1030                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1031                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1032
1033                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1034                         goto out_unlock;
1035
1036                 while (1) {
1037                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1038                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1039                                 break;
1040                         /*
1041                          * css reference reached zero, so iter->position will
1042                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1043                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1044                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1045                          * might block it. So we clear iter->position right
1046                          * away.
1047                          */
1048                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1049                 }
1050         }
1051
1052         if (pos)
1053                 css = &pos->css;
1054
1055         for (;;) {
1056                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1057                 if (!css) {
1058                         /*
1059                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1060                          * new one might jump in right at the end of
1061                          * the hierarchy - make sure they see at least
1062                          * one group and restart from the beginning.
1063                          */
1064                         if (!prev)
1065                                 continue;
1066                         break;
1067                 }
1068
1069                 /*
1070                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1071                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1072                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1073                  */
1074                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1075
1076                 if (css == &root->css)
1077                         break;
1078
1079                 if (css_tryget(css))
1080                         break;
1081
1082                 memcg = NULL;
1083         }
1084
1085         if (reclaim) {
1086                 /*
1087                  * The position could have already been updated by a competing
1088                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1089                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1090                  */
1091                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1092
1093                 if (pos)
1094                         css_put(&pos->css);
1095
1096                 if (!memcg)
1097                         iter->generation++;
1098                 else if (!prev)
1099                         reclaim->generation = iter->generation;
1100         }
1101
1102 out_unlock:
1103         rcu_read_unlock();
1104 out:
1105         if (prev && prev != root)
1106                 css_put(&prev->css);
1107
1108         return memcg;
1109 }
1110
1111 /**
1112  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1113  * @root: hierarchy root
1114  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1115  */
1116 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1117                            struct mem_cgroup *prev)
1118 {
1119         if (!root)
1120                 root = root_mem_cgroup;
1121         if (prev && prev != root)
1122                 css_put(&prev->css);
1123 }
1124
1125 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1126 {
1127         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1128         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1129         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1130         int nid;
1131         int i;
1132
1133         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1134                 for_each_node(nid) {
1135                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1136                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1137                                 iter = &mz->iter[i];
1138                                 cmpxchg(&iter->position,
1139                                         dead_memcg, NULL);
1140                         }
1141                 }
1142         }
1143 }
1144
1145 /**
1146  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1147  * @memcg: hierarchy root
1148  * @fn: function to call for each task
1149  * @arg: argument passed to @fn
1150  *
1151  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1152  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1153  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1154  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1155  *
1156  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1157  */
1158 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1159                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1160 {
1161         struct mem_cgroup *iter;
1162         int ret = 0;
1163
1164         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1165
1166         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1167                 struct css_task_iter it;
1168                 struct task_struct *task;
1169
1170                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1171                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1172                         ret = fn(task, arg);
1173                 css_task_iter_end(&it);
1174                 if (ret) {
1175                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1176                         break;
1177                 }
1178         }
1179         return ret;
1180 }
1181
1182 /**
1183  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1184  * @page: the page
1185  * @pgdat: pgdat of the page
1186  *
1187  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1188  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1189  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1190  */
1191 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1192 {
1193         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1194         struct mem_cgroup *memcg;
1195         struct lruvec *lruvec;
1196
1197         if (mem_cgroup_disabled()) {
1198                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1199                 goto out;
1200         }
1201
1202         memcg = page->mem_cgroup;
1203         /*
1204          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1205          * possibly migrated - before they are charged.
1206          */
1207         if (!memcg)
1208                 memcg = root_mem_cgroup;
1209
1210         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1211         lruvec = &mz->lruvec;
1212 out:
1213         /*
1214          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1215          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1216          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1217          */
1218         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1219                 lruvec->pgdat = pgdat;
1220         return lruvec;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1225  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1226  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1227  * @zid: zone id of the accounted pages
1228  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1229  *
1230  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1231  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1232  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1233  */
1234 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1235                                 int zid, int nr_pages)
1236 {
1237         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1238         unsigned long *lru_size;
1239         long size;
1240
1241         if (mem_cgroup_disabled())
1242                 return;
1243
1244         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1245         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1246
1247         if (nr_pages < 0)
1248                 *lru_size += nr_pages;
1249
1250         size = *lru_size;
1251         if (WARN_ONCE(size < 0,
1252                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1253                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1254                 VM_BUG_ON(1);
1255                 *lru_size = 0;
1256         }
1257
1258         if (nr_pages > 0)
1259                 *lru_size += nr_pages;
1260 }
1261
1262 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1263 {
1264         struct mem_cgroup *task_memcg;
1265         struct task_struct *p;
1266         bool ret;
1267
1268         p = find_lock_task_mm(task);
1269         if (p) {
1270                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1271                 task_unlock(p);
1272         } else {
1273                 /*
1274                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1275                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1276                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1277                  */
1278                 rcu_read_lock();
1279                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1280                 css_get(&task_memcg->css);
1281                 rcu_read_unlock();
1282         }
1283         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1284         css_put(&task_memcg->css);
1285         return ret;
1286 }
1287
1288 /**
1289  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1290  * @memcg: the memory cgroup
1291  *
1292  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1293  * pages.
1294  */
1295 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1296 {
1297         unsigned long margin = 0;
1298         unsigned long count;
1299         unsigned long limit;
1300
1301         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1302         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1303         if (count < limit)
1304                 margin = limit - count;
1305
1306         if (do_memsw_account()) {
1307                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1308                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1309                 if (count <= limit)
1310                         margin = min(margin, limit - count);
1311                 else
1312                         margin = 0;
1313         }
1314
1315         return margin;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1320  *
1321  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1322  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1323  * caused by "move".
1324  */
1325 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         struct mem_cgroup *from;
1328         struct mem_cgroup *to;
1329         bool ret = false;
1330         /*
1331          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1332          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1333          */
1334         spin_lock(&mc.lock);
1335         from = mc.from;
1336         to = mc.to;
1337         if (!from)
1338                 goto unlock;
1339
1340         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1341                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1342 unlock:
1343         spin_unlock(&mc.lock);
1344         return ret;
1345 }
1346
1347 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1350                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1351                         DEFINE_WAIT(wait);
1352                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1353                         /* moving charge context might have finished. */
1354                         if (mc.moving_task)
1355                                 schedule();
1356                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1357                         return true;
1358                 }
1359         }
1360         return false;
1361 }
1362
1363 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1364 {
1365         struct seq_buf s;
1366         int i;
1367
1368         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1369         if (!s.buffer)
1370                 return NULL;
1371
1372         /*
1373          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1374          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1375          *
1376          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1377          * 1) generic big picture -> specifics and details
1378          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1379          *
1380          * Current memory state:
1381          */
1382
1383         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1384                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1385                        PAGE_SIZE);
1386         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1387                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1388                        PAGE_SIZE);
1389         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1390                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1391                        1024);
1392         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1393                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1394                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1395                        PAGE_SIZE);
1396         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1397                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1398                        PAGE_SIZE);
1399
1400         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1401                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1402                        PAGE_SIZE);
1403         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1404                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1405                        PAGE_SIZE);
1406         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1407                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1408                        PAGE_SIZE);
1409         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1410                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1411                        PAGE_SIZE);
1412
1413         /*
1414          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1415          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1416          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1417          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1418          */
1419         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1420                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1421                        PAGE_SIZE);
1422
1423         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1424                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1425                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1426                                PAGE_SIZE);
1427
1428         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1429                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1430                        PAGE_SIZE);
1431         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1432                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1433                        PAGE_SIZE);
1434
1435         /* Accumulated memory events */
1436
1437         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1438         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1439
1440         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1441                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1442         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1443                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1444         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1445                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1446
1447         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1448         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1449                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1450                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1451         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1452                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1453                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1454         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1455         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1456         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1457         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1458
1459 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1460         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1461                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1462         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1463                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1464 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1465
1466         /* The above should easily fit into one page */
1467         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1468
1469         return s.buffer;
1470 }
1471
1472 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1473 /**
1474  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1475  * memory controller.
1476  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1477  * @p: Task that is going to be killed
1478  *
1479  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1480  * enabled
1481  */
1482 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1483 {
1484         rcu_read_lock();
1485
1486         if (memcg) {
1487                 pr_cont(",oom_memcg=");
1488                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1489         } else
1490                 pr_cont(",global_oom");
1491         if (p) {
1492                 pr_cont(",task_memcg=");
1493                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1494         }
1495         rcu_read_unlock();
1496 }
1497
1498 /**
1499  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1500  * memory controller.
1501  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1502  */
1503 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1504 {
1505         char *buf;
1506
1507         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1508                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1509                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1510         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1511                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1512                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1513                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1514         else {
1515                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1516                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1517                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1518                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1519                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1520                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1521         }
1522
1523         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1524         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1525         pr_cont(":");
1526         buf = memory_stat_format(memcg);
1527         if (!buf)
1528                 return;
1529         pr_info("%s", buf);
1530         kfree(buf);
1531 }
1532
1533 /*
1534  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1535  */
1536 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1537 {
1538         unsigned long max;
1539
1540         max = memcg->memory.max;
1541         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1542                 unsigned long memsw_max;
1543                 unsigned long swap_max;
1544
1545                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1546                 swap_max = memcg->swap.max;
1547                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1548                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1549         }
1550         return max;
1551 }
1552
1553 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1554                                      int order)
1555 {
1556         struct oom_control oc = {
1557                 .zonelist = NULL,
1558                 .nodemask = NULL,
1559                 .memcg = memcg,
1560                 .gfp_mask = gfp_mask,
1561                 .order = order,
1562         };
1563         bool ret;
1564
1565         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1566                 return true;
1567         /*
1568          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1569          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1570          */
1571         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1572         mutex_unlock(&oom_lock);
1573         return ret;
1574 }
1575
1576 #if MAX_NUMNODES > 1
1577
1578 /**
1579  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1580  * @memcg: the target memcg
1581  * @nid: the node ID to be checked.
1582  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1583  *
1584  * This function returns whether the specified memcg contains any
1585  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1586  * pages in the node.
1587  */
1588 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1589                 int nid, bool noswap)
1590 {
1591         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1592
1593         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1594             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1595                 return true;
1596         if (noswap || !total_swap_pages)
1597                 return false;
1598         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1599             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1600                 return true;
1601         return false;
1602
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1607  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1608  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1609  *
1610  */
1611 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1612 {
1613         int nid;
1614         /*
1615          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1616          * pagein/pageout changes since the last update.
1617          */
1618         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1619                 return;
1620         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1621                 return;
1622
1623         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1624         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1625
1626         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1627
1628                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1629                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1630         }
1631
1632         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1633         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1638  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1639  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1640  *
1641  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1642  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1643  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1644  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1645  *
1646  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1647  */
1648 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1649 {
1650         int node;
1651
1652         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1653         node = memcg->last_scanned_node;
1654
1655         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1656         /*
1657          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1658          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1659          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1660          */
1661         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1662                 node = numa_node_id();
1663
1664         memcg->last_scanned_node = node;
1665         return node;
1666 }
1667 #else
1668 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1669 {
1670         return 0;
1671 }
1672 #endif
1673
1674 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1675                                    pg_data_t *pgdat,
1676                                    gfp_t gfp_mask,
1677                                    unsigned long *total_scanned)
1678 {
1679         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1680         int total = 0;
1681         int loop = 0;
1682         unsigned long excess;
1683         unsigned long nr_scanned;
1684         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1685                 .pgdat = pgdat,
1686                 .priority = 0,
1687         };
1688
1689         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1690
1691         while (1) {
1692                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1693                 if (!victim) {
1694                         loop++;
1695                         if (loop >= 2) {
1696                                 /*
1697                                  * If we have not been able to reclaim
1698                                  * anything, it might because there are
1699                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1700                                  */
1701                                 if (!total)
1702                                         break;
1703                                 /*
1704                                  * We want to do more targeted reclaim.
1705                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1706                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1707                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1708                                  */
1709                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1710                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1711                                         break;
1712                         }
1713                         continue;
1714                 }
1715                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1716                                         pgdat, &nr_scanned);
1717                 *total_scanned += nr_scanned;
1718                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1719                         break;
1720         }
1721         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1722         return total;
1723 }
1724
1725 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1726 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1727         .name = "memcg_oom_lock",
1728 };
1729 #endif
1730
1731 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1732
1733 /*
1734  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1735  * If someone is running, return false.
1736  */
1737 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1738 {
1739         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1740
1741         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1744                 if (iter->oom_lock) {
1745                         /*
1746                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1747                          * so we cannot give a lock.
1748                          */
1749                         failed = iter;
1750                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1751                         break;
1752                 } else
1753                         iter->oom_lock = true;
1754         }
1755
1756         if (failed) {
1757                 /*
1758                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1759                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1760                  */
1761                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1762                         if (iter == failed) {
1763                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1764                                 break;
1765                         }
1766                         iter->oom_lock = false;
1767                 }
1768         } else
1769                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1770
1771         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1772
1773         return !failed;
1774 }
1775
1776 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1777 {
1778         struct mem_cgroup *iter;
1779
1780         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1781         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1782         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1783                 iter->oom_lock = false;
1784         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1785 }
1786
1787 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1788 {
1789         struct mem_cgroup *iter;
1790
1791         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1792         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1793                 iter->under_oom++;
1794         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1795 }
1796
1797 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         struct mem_cgroup *iter;
1800
1801         /*
1802          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1803          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1804          */
1805         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1806         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1807                 if (iter->under_oom > 0)
1808                         iter->under_oom--;
1809         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1810 }
1811
1812 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1813
1814 struct oom_wait_info {
1815         struct mem_cgroup *memcg;
1816         wait_queue_entry_t      wait;
1817 };
1818
1819 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1820         unsigned mode, int sync, void *arg)
1821 {
1822         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1823         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1824         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1825
1826         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1827         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1828
1829         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1830             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1831                 return 0;
1832         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1833 }
1834
1835 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         /*
1838          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1839          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1840          * this function is called as a result of userland actions
1841          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1842          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1843          * triggering notification.
1844          */
1845         if (memcg && memcg->under_oom)
1846                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1847 }
1848
1849 enum oom_status {
1850         OOM_SUCCESS,
1851         OOM_FAILED,
1852         OOM_ASYNC,
1853         OOM_SKIPPED
1854 };
1855
1856 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1857 {
1858         enum oom_status ret;
1859         bool locked;
1860
1861         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1862                 return OOM_SKIPPED;
1863
1864         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1865
1866         /*
1867          * We are in the middle of the charge context here, so we
1868          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1869          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1870          *
1871          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1872          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1873          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1874          * released.
1875          *
1876          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1877          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1878          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1879          * invoke the oom killer here.
1880          *
1881          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1882          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1883          */
1884         if (memcg->oom_kill_disable) {
1885                 if (!current->in_user_fault)
1886                         return OOM_SKIPPED;
1887                 css_get(&memcg->css);
1888                 current->memcg_in_oom = memcg;
1889                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1890                 current->memcg_oom_order = order;
1891
1892                 return OOM_ASYNC;
1893         }
1894
1895         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1896
1897         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1898
1899         if (locked)
1900                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1901
1902         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1903         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1904                 ret = OOM_SUCCESS;
1905         else
1906                 ret = OOM_FAILED;
1907
1908         if (locked)
1909                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1910
1911         return ret;
1912 }
1913
1914 /**
1915  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1916  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1917  *
1918  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1919  * handler was enabled.
1920  *
1921  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1922  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1923  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1924  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1925  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1926  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1927  *
1928  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1929  * completed, %false otherwise.
1930  */
1931 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1932 {
1933         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1934         struct oom_wait_info owait;
1935         bool locked;
1936
1937         /* OOM is global, do not handle */
1938         if (!memcg)
1939                 return false;
1940
1941         if (!handle)
1942                 goto cleanup;
1943
1944         owait.memcg = memcg;
1945         owait.wait.flags = 0;
1946         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1947         owait.wait.private = current;
1948         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1949
1950         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1951         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1952
1953         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1954
1955         if (locked)
1956                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1957
1958         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1959                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1960                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1961                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1962                                          current->memcg_oom_order);
1963         } else {
1964                 schedule();
1965                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1966                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1967         }
1968
1969         if (locked) {
1970                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1971                 /*
1972                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1973                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1974                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1975                  */
1976                 memcg_oom_recover(memcg);
1977         }
1978 cleanup:
1979         current->memcg_in_oom = NULL;
1980         css_put(&memcg->css);
1981         return true;
1982 }
1983
1984 /**
1985  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1986  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1987  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1988  *
1989  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1990  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1991  *
1992  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1993  */
1994 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1995                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1996 {
1997         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1998         struct mem_cgroup *memcg;
1999
2000         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2001                 return NULL;
2002
2003         if (!oom_domain)
2004                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2005
2006         rcu_read_lock();
2007
2008         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2009         if (memcg == root_mem_cgroup)
2010                 goto out;
2011
2012         /*
2013          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2014          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2015          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2016          */
2017         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2018                 if (memcg->oom_group)
2019                         oom_group = memcg;
2020
2021                 if (memcg == oom_domain)
2022                         break;
2023         }
2024
2025         if (oom_group)
2026                 css_get(&oom_group->css);
2027 out:
2028         rcu_read_unlock();
2029
2030         return oom_group;
2031 }
2032
2033 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         pr_info("Tasks in ");
2036         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2037         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2038 }
2039
2040 /**
2041  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2042  * @page: the page
2043  *
2044  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2045  * another cgroup.
2046  *
2047  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2048  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2049  * when @page might get freed inside the locked section.
2050  */
2051 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2052 {
2053         struct mem_cgroup *memcg;
2054         unsigned long flags;
2055
2056         /*
2057          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2058          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2059          * because page moving starts with an RCU grace period.
2060          *
2061          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2062          * the page state that is going to change is the only thing
2063          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2064          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2065          * keep off truncation, migration and so forth.
2066          */
2067         rcu_read_lock();
2068
2069         if (mem_cgroup_disabled())
2070                 return NULL;
2071 again:
2072         memcg = page->mem_cgroup;
2073         if (unlikely(!memcg))
2074                 return NULL;
2075
2076         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2077                 return memcg;
2078
2079         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2080         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2081                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2082                 goto again;
2083         }
2084
2085         /*
2086          * When charge migration first begins, we can have locked and
2087          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2088          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2089          */
2090         memcg->move_lock_task = current;
2091         memcg->move_lock_flags = flags;
2092
2093         return memcg;
2094 }
2095 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2096
2097 /**
2098  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2099  * @memcg: the memcg
2100  *
2101  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2102  */
2103 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2104 {
2105         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2106                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2107
2108                 memcg->move_lock_task = NULL;
2109                 memcg->move_lock_flags = 0;
2110
2111                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2112         }
2113
2114         rcu_read_unlock();
2115 }
2116
2117 /**
2118  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2119  * @page: the page
2120  */
2121 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2122 {
2123         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2124 }
2125 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2126
2127 struct memcg_stock_pcp {
2128         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2129         unsigned int nr_pages;
2130         struct work_struct work;
2131         unsigned long flags;
2132 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2133 };
2134 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2135 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2136
2137 /**
2138  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2139  * @memcg: memcg to consume from.
2140  * @nr_pages: how many pages to charge.
2141  *
2142  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2143  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2144  * service an allocation will refill the stock.
2145  *
2146  * returns true if successful, false otherwise.
2147  */
2148 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2149 {
2150         struct memcg_stock_pcp *stock;
2151         unsigned long flags;
2152         bool ret = false;
2153
2154         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2155                 return ret;
2156
2157         local_irq_save(flags);
2158
2159         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2160         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2161                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2162                 ret = true;
2163         }
2164
2165         local_irq_restore(flags);
2166
2167         return ret;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2172  */
2173 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2174 {
2175         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2176
2177         if (stock->nr_pages) {
2178                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2179                 if (do_memsw_account())
2180                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2181                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2182                 stock->nr_pages = 0;
2183         }
2184         stock->cached = NULL;
2185 }
2186
2187 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2188 {
2189         struct memcg_stock_pcp *stock;
2190         unsigned long flags;
2191
2192         /*
2193          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2194          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2195          */
2196         local_irq_save(flags);
2197
2198         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2199         drain_stock(stock);
2200         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2201
2202         local_irq_restore(flags);
2203 }
2204
2205 /*
2206  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2207  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2208  */
2209 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2210 {
2211         struct memcg_stock_pcp *stock;
2212         unsigned long flags;
2213
2214         local_irq_save(flags);
2215
2216         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2217         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2218                 drain_stock(stock);
2219                 stock->cached = memcg;
2220         }
2221         stock->nr_pages += nr_pages;
2222
2223         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2224                 drain_stock(stock);
2225
2226         local_irq_restore(flags);
2227 }
2228
2229 /*
2230  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2231  * of the hierarchy under it.
2232  */
2233 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2234 {
2235         int cpu, curcpu;
2236
2237         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2238         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2239                 return;
2240         /*
2241          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2242          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2243          * as well as workers from this path always operate on the local
2244          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2245          */
2246         curcpu = get_cpu();
2247         for_each_online_cpu(cpu) {
2248                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2249                 struct mem_cgroup *memcg;
2250
2251                 memcg = stock->cached;
2252                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2253                         continue;
2254                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2255                         css_put(&memcg->css);
2256                         continue;
2257                 }
2258                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2259                         if (cpu == curcpu)
2260                                 drain_local_stock(&stock->work);
2261                         else
2262                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2263                 }
2264                 css_put(&memcg->css);
2265         }
2266         put_cpu();
2267         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2268 }
2269
2270 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2271 {
2272         struct memcg_stock_pcp *stock;
2273         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2274
2275         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2276         drain_stock(stock);
2277
2278         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2279                 int i;
2280
2281                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2282                         int nid;
2283                         long x;
2284
2285                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2286                         if (x)
2287                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2288                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2289
2290                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2291                                 continue;
2292
2293                         for_each_node(nid) {
2294                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2295
2296                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2297                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2298                                 if (x)
2299                                         do {
2300                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2301                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2302                         }
2303                 }
2304
2305                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2306                         long x;
2307
2308                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2309                         if (x)
2310                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2311                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2312                 }
2313         }
2314
2315         return 0;
2316 }
2317
2318 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2319                          unsigned int nr_pages,
2320                          gfp_t gfp_mask)
2321 {
2322         do {
2323                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2324                         continue;
2325                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2326                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2327         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2328 }
2329
2330 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2331 {
2332         struct mem_cgroup *memcg;
2333
2334         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2335         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2340  * and reclaims memory over the high limit.
2341  */
2342 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2343 {
2344         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2345         struct mem_cgroup *memcg;
2346
2347         if (likely(!nr_pages))
2348                 return;
2349
2350         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2351         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2352         css_put(&memcg->css);
2353         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2354 }
2355
2356 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2357                       unsigned int nr_pages)
2358 {
2359         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2360         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2361         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2362         struct page_counter *counter;
2363         unsigned long nr_reclaimed;
2364         bool may_swap = true;
2365         bool drained = false;
2366         enum oom_status oom_status;
2367
2368         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2369                 return 0;
2370 retry:
2371         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2372                 return 0;
2373
2374         if (!do_memsw_account() ||
2375             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2376                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2377                         goto done_restock;
2378                 if (do_memsw_account())
2379                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2380                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2381         } else {
2382                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2383                 may_swap = false;
2384         }
2385
2386         if (batch > nr_pages) {
2387                 batch = nr_pages;
2388                 goto retry;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2393          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2394          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2395          * free their memory.
2396          */
2397         if (unlikely(should_force_charge()))
2398                 goto force;
2399
2400         /*
2401          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2402          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2403          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2404          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2405          */
2406         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2407                 goto force;
2408
2409         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2410                 goto nomem;
2411
2412         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2413                 goto nomem;
2414
2415         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2416
2417         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2418                                                     gfp_mask, may_swap);
2419
2420         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2421                 goto retry;
2422
2423         if (!drained) {
2424                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2425                 drained = true;
2426                 goto retry;
2427         }
2428
2429         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2430                 goto nomem;
2431         /*
2432          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2433          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2434          * before killing the task.
2435          *
2436          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2437          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2438          * to regular pages anyway in case of failure.
2439          */
2440         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2441                 goto retry;
2442         /*
2443          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2444          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2445          */
2446         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2447                 goto retry;
2448
2449         if (nr_retries--)
2450                 goto retry;
2451
2452         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2453                 goto nomem;
2454
2455         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2456                 goto force;
2457
2458         if (fatal_signal_pending(current))
2459                 goto force;
2460
2461         /*
2462          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2463          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2464          * couldn't make any progress.
2465          */
2466         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2467                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2468         switch (oom_status) {
2469         case OOM_SUCCESS:
2470                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2471                 goto retry;
2472         case OOM_FAILED:
2473                 goto force;
2474         default:
2475                 goto nomem;
2476         }
2477 nomem:
2478         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2479                 return -ENOMEM;
2480 force:
2481         /*
2482          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2483          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2484          * temporarily by force charging it.
2485          */
2486         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2487         if (do_memsw_account())
2488                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2489         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2490
2491         return 0;
2492
2493 done_restock:
2494         css_get_many(&memcg->css, batch);
2495         if (batch > nr_pages)
2496                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2497
2498         /*
2499          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2500          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2501          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2502          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2503          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2504          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2505          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2506          */
2507         do {
2508                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2509                         /* Don't bother a random interrupted task */
2510                         if (in_interrupt()) {
2511                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2512                                 break;
2513                         }
2514                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2515                         set_notify_resume(current);
2516                         break;
2517                 }
2518         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2519
2520         return 0;
2521 }
2522
2523 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2524 {
2525         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2526                 return;
2527
2528         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2529         if (do_memsw_account())
2530                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2531
2532         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2533 }
2534
2535 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2536 {
2537         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2538
2539         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2540         if (PageLRU(page)) {
2541                 struct lruvec *lruvec;
2542
2543                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2544                 ClearPageLRU(page);
2545                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2546                 *isolated = 1;
2547         } else
2548                 *isolated = 0;
2549 }
2550
2551 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2552 {
2553         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2554
2555         if (isolated) {
2556                 struct lruvec *lruvec;
2557
2558                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2559                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2560                 SetPageLRU(page);
2561                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2562         }
2563         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2564 }
2565
2566 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2567                           bool lrucare)
2568 {
2569         int isolated;
2570
2571         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2572
2573         /*
2574          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2575          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2576          */
2577         if (lrucare)
2578                 lock_page_lru(page, &isolated);
2579
2580         /*
2581          * Nobody should be changing or seriously looking at
2582          * page->mem_cgroup at this point:
2583          *
2584          * - the page is uncharged
2585          *
2586          * - the page is off-LRU
2587          *
2588          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2589          *   a locked page table
2590          *
2591          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2592          *   have the page locked
2593          */
2594         page->mem_cgroup = memcg;
2595
2596         if (lrucare)
2597                 unlock_page_lru(page, isolated);
2598 }
2599
2600 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2601 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2602 {
2603         int id, size;
2604         int err;
2605
2606         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2607                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2608         if (id < 0)
2609                 return id;
2610
2611         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2612                 return id;
2613
2614         /*
2615          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2616          * so we have to grow them.
2617          */
2618         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2619
2620         size = 2 * (id + 1);
2621         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2622                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2623         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2624                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2625
2626         err = memcg_update_all_caches(size);
2627         if (!err)
2628                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2629         if (!err)
2630                 memcg_nr_cache_ids = size;
2631
2632         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2633
2634         if (err) {
2635                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2636                 return err;
2637         }
2638         return id;
2639 }
2640
2641 static void memcg_free_cache_id(int id)
2642 {
2643         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2644 }
2645
2646 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2647         struct mem_cgroup *memcg;
2648         struct kmem_cache *cachep;
2649         struct work_struct work;
2650 };
2651
2652 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2653 {
2654         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2655                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2656         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2657         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2658
2659         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2660
2661         css_put(&memcg->css);
2662         kfree(cw);
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2667  */
2668 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2669                                                struct kmem_cache *cachep)
2670 {
2671         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2672
2673         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2674                 return;
2675
2676         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2677         if (!cw)
2678                 return;
2679
2680         cw->memcg = memcg;
2681         cw->cachep = cachep;
2682         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2683
2684         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2685 }
2686
2687 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2688 {
2689         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2690                 return true;
2691         return false;
2692 }
2693
2694 /**
2695  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2696  * @cachep: the original global kmem cache
2697  *
2698  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2699  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2700  *
2701  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2702  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2703  * go through with the original cache.
2704  *
2705  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2706  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2707  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2708  * reference.
2709  */
2710 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2711 {
2712         struct mem_cgroup *memcg;
2713         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2714         struct memcg_cache_array *arr;
2715         int kmemcg_id;
2716
2717         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2718
2719         if (memcg_kmem_bypass())
2720                 return cachep;
2721
2722         rcu_read_lock();
2723
2724         if (unlikely(current->active_memcg))
2725                 memcg = current->active_memcg;
2726         else
2727                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2728
2729         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2730                 goto out_unlock;
2731
2732         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2733         if (kmemcg_id < 0)
2734                 goto out_unlock;
2735
2736         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2737
2738         /*
2739          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2740          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2741          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2742          */
2743         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2744
2745         /*
2746          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2747          * context), we could be be predictable and return right away.
2748          * This would guarantee that the allocation being performed
2749          * already belongs in the new cache.
2750          *
2751          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2752          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2753          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2754          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2755          * defer everything.
2756          *
2757          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2758          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2759          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2760          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2761          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2762          * creation of a new kmem_cache.
2763          */
2764         if (unlikely(!memcg_cachep))
2765                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2766         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2767                 cachep = memcg_cachep;
2768 out_unlock:
2769         rcu_read_unlock();
2770         return cachep;
2771 }
2772
2773 /**
2774  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2775  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2776  */
2777 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2778 {
2779         if (!is_root_cache(cachep))
2780                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
2781 }
2782
2783 /**
2784  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2785  * @page: page to charge
2786  * @gfp: reclaim mode
2787  * @order: allocation order
2788  * @memcg: memory cgroup to charge
2789  *
2790  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2791  */
2792 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2793                             struct mem_cgroup *memcg)
2794 {
2795         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2796         struct page_counter *counter;
2797         int ret;
2798
2799         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2800         if (ret)
2801                 return ret;
2802
2803         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2804             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2805                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2806                 return -ENOMEM;
2807         }
2808         return 0;
2809 }
2810
2811 /**
2812  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2813  * @page: page to charge
2814  * @gfp: reclaim mode
2815  * @order: allocation order
2816  *
2817  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2818  */
2819 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2820 {
2821         struct mem_cgroup *memcg;
2822         int ret = 0;
2823
2824         if (memcg_kmem_bypass())
2825                 return 0;
2826
2827         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2828         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2829                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2830                 if (!ret) {
2831                         page->mem_cgroup = memcg;
2832                         __SetPageKmemcg(page);
2833                 }
2834         }
2835         css_put(&memcg->css);
2836         return ret;
2837 }
2838
2839 /**
2840  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2841  * @memcg: memcg to uncharge
2842  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2843  */
2844 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2845                                  unsigned int nr_pages)
2846 {
2847         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2848                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2849
2850         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2851         if (do_memsw_account())
2852                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2853 }
2854 /**
2855  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2856  * @page: page to uncharge
2857  * @order: allocation order
2858  */
2859 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2860 {
2861         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2862         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2863
2864         if (!memcg)
2865                 return;
2866
2867         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2868         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2869         page->mem_cgroup = NULL;
2870
2871         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2872         if (PageKmemcg(page))
2873                 __ClearPageKmemcg(page);
2874
2875         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2876 }
2877 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2878
2879 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2880
2881 /*
2882  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2883  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2884  */
2885 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2886 {
2887         int i;
2888
2889         if (mem_cgroup_disabled())
2890                 return;
2891
2892         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2893                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2894
2895         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2896 }
2897 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2898
2899 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2900 /**
2901  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2902  * @entry: swap entry to be moved
2903  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2904  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2905  *
2906  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2907  * as the mem_cgroup's id of @from.
2908  *
2909  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2910  *
2911  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2912  * both res and memsw, and called css_get().
2913  */
2914 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2915                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2916 {
2917         unsigned short old_id, new_id;
2918
2919         old_id = mem_cgroup_id(from);
2920         new_id = mem_cgroup_id(to);
2921
2922         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2923                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2924                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2925                 return 0;
2926         }
2927         return -EINVAL;
2928 }
2929 #else
2930 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2931                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2932 {
2933         return -EINVAL;
2934 }
2935 #endif
2936
2937 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2938
2939 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2940                                  unsigned long max, bool memsw)
2941 {
2942         bool enlarge = false;
2943         bool drained = false;
2944         int ret;
2945         bool limits_invariant;
2946         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2947
2948         do {
2949                 if (signal_pending(current)) {
2950                         ret = -EINTR;
2951                         break;
2952                 }
2953
2954                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2955                 /*
2956                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2957                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2958                  */
2959                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2960                                            max <= memcg->memsw.max;
2961                 if (!limits_invariant) {
2962                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2963                         ret = -EINVAL;
2964                         break;
2965                 }
2966                 if (max > counter->max)
2967                         enlarge = true;
2968                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2969                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2970
2971                 if (!ret)
2972                         break;
2973
2974                 if (!drained) {
2975                         drain_all_stock(memcg);
2976                         drained = true;
2977                         continue;
2978                 }
2979
2980                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2981                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2982                         ret = -EBUSY;
2983                         break;
2984                 }
2985         } while (true);
2986
2987         if (!ret && enlarge)
2988                 memcg_oom_recover(memcg);
2989
2990         return ret;
2991 }
2992
2993 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2994                                             gfp_t gfp_mask,
2995                                             unsigned long *total_scanned)
2996 {
2997         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2998         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2999         unsigned long reclaimed;
3000         int loop = 0;
3001         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3002         unsigned long excess;
3003         unsigned long nr_scanned;
3004
3005         if (order > 0)
3006                 return 0;
3007
3008         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3009
3010         /*
3011          * Do not even bother to check the largest node if the root
3012          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3013          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3014          */
3015         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3016                 return 0;
3017
3018         /*
3019          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3020          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3021          * pressure
3022          */
3023         do {
3024                 if (next_mz)
3025                         mz = next_mz;
3026                 else
3027                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3028                 if (!mz)
3029                         break;
3030
3031                 nr_scanned = 0;
3032                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3033                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3034                 nr_reclaimed += reclaimed;
3035                 *total_scanned += nr_scanned;
3036                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3037                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3038
3039                 /*
3040                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3041                  * it is time to move on to the next cgroup
3042                  */
3043                 next_mz = NULL;
3044                 if (!reclaimed)
3045                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3046
3047                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3048                 /*
3049                  * One school of thought says that we should not add
3050                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3051                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3052                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3053                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3054                  * term TODO.
3055                  */
3056                 /* If excess == 0, no tree ops */
3057                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3058                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3059                 css_put(&mz->memcg->css);
3060                 loop++;
3061                 /*
3062                  * Could not reclaim anything and there are no more
3063                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3064                  * reclaiming anything.
3065                  */
3066                 if (!nr_reclaimed &&
3067                         (next_mz == NULL ||
3068                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3069                         break;
3070         } while (!nr_reclaimed);
3071         if (next_mz)
3072                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3073         return nr_reclaimed;
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3078  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3079  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3080  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3081  */
3082 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3083 {
3084         bool ret;
3085
3086         rcu_read_lock();
3087         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3088         rcu_read_unlock();
3089         return ret;
3090 }
3091
3092 /*
3093  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3094  *
3095  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3096  */
3097 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3098 {
3099         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3100
3101         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3102         lru_add_drain_all();
3103
3104         drain_all_stock(memcg);
3105
3106         /* try to free all pages in this cgroup */
3107         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3108                 int progress;
3109
3110                 if (signal_pending(current))
3111                         return -EINTR;
3112
3113                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3114                                                         GFP_KERNEL, true);
3115                 if (!progress) {
3116                         nr_retries--;
3117                         /* maybe some writeback is necessary */
3118                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3119                 }
3120
3121         }
3122
3123         return 0;
3124 }
3125
3126 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3127                                             char *buf, size_t nbytes,
3128                                             loff_t off)
3129 {
3130         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3131
3132         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3133                 return -EINVAL;
3134         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3135 }
3136
3137 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3138                                      struct cftype *cft)
3139 {
3140         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3141 }
3142
3143 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3144                                       struct cftype *cft, u64 val)
3145 {
3146         int retval = 0;
3147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3148         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3149
3150         if (memcg->use_hierarchy == val)
3151                 return 0;
3152
3153         /*
3154          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3155          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3156          * occur, provided the current cgroup has no children.
3157          *
3158          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3159          * set if there are no children.
3160          */
3161         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3162                                 (val == 1 || val == 0)) {
3163                 if (!memcg_has_children(memcg))
3164                         memcg->use_hierarchy = val;
3165                 else
3166                         retval = -EBUSY;
3167         } else
3168                 retval = -EINVAL;
3169
3170         return retval;
3171 }
3172
3173 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3174 {
3175         unsigned long val;
3176
3177         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3178                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3179                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3180                 if (swap)
3181                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3182         } else {
3183                 if (!swap)
3184                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3185                 else
3186                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3187         }
3188         return val;
3189 }
3190
3191 enum {
3192         RES_USAGE,
3193         RES_LIMIT,
3194         RES_MAX_USAGE,
3195         RES_FAILCNT,
3196         RES_SOFT_LIMIT,
3197 };
3198
3199 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3200                                struct cftype *cft)
3201 {
3202         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3203         struct page_counter *counter;
3204
3205         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3206         case _MEM:
3207                 counter = &memcg->memory;
3208                 break;
3209         case _MEMSWAP:
3210                 counter = &memcg->memsw;
3211                 break;
3212         case _KMEM:
3213                 counter = &memcg->kmem;
3214                 break;
3215         case _TCP:
3216                 counter = &memcg->tcpmem;
3217                 break;
3218         default:
3219                 BUG();
3220         }
3221
3222         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3223         case RES_USAGE:
3224                 if (counter == &memcg->memory)
3225                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3226                 if (counter == &memcg->memsw)
3227                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3228                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3229         case RES_LIMIT:
3230                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3231         case RES_MAX_USAGE:
3232                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3233         case RES_FAILCNT:
3234                 return counter->failcnt;
3235         case RES_SOFT_LIMIT:
3236                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3237         default:
3238                 BUG();
3239         }
3240 }
3241
3242 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3243 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3244 {
3245         int memcg_id;
3246
3247         if (cgroup_memory_nokmem)
3248                 return 0;
3249
3250         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3251         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3252
3253         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3254         if (memcg_id < 0)
3255                 return memcg_id;
3256
3257         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3258         /*
3259          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3260          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3261          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3262          * patched.
3263          */
3264         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3265         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3266         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3267
3268         return 0;
3269 }
3270
3271 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3272 {
3273         struct cgroup_subsys_state *css;
3274         struct mem_cgroup *parent, *child;
3275         int kmemcg_id;
3276
3277         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3278                 return;
3279         /*
3280          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3281          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3282          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3283          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3284          */
3285         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3286
3287         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3288         if (!parent)
3289                 parent = root_mem_cgroup;
3290
3291         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3292
3293         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3294         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3295
3296         /*
3297          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3298          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3299          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3300          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3301          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3302          * memcg_drain_all_list_lrus().
3303          */
3304         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3305         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3306                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3307                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3308                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3309                 if (!memcg->use_hierarchy)
3310                         break;
3311         }
3312         rcu_read_unlock();
3313
3314         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3315
3316         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3317 }
3318
3319 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3320 {
3321         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3322         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3323                 memcg_offline_kmem(memcg);
3324
3325         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3326                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3327                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3328         }
3329 }
3330 #else
3331 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3332 {
3333         return 0;
3334 }
3335 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3336 {
3337 }
3338 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3339 {
3340 }
3341 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3342
3343 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3344                                  unsigned long max)
3345 {
3346         int ret;
3347
3348         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3349         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3350         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3351         return ret;
3352 }
3353
3354 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3355 {
3356         int ret;
3357
3358         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3359
3360         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3361         if (ret)
3362                 goto out;
3363
3364         if (!memcg->tcpmem_active) {
3365                 /*
3366                  * The active flag needs to be written after the static_key
3367                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3368                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3369                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3370                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3371                  *
3372                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3373                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3374                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3375                  * yet, we'll lose accounting.
3376                  *
3377                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3378                  * because when this value change, the code to process it is not
3379                  * patched in yet.
3380                  */
3381                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3382                 memcg->tcpmem_active = true;
3383         }
3384 out:
3385         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3386         return ret;
3387 }
3388
3389 /*
3390  * The user of this function is...
3391  * RES_LIMIT.
3392  */
3393 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3394                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3395 {
3396         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3397         unsigned long nr_pages;
3398         int ret;
3399
3400         buf = strstrip(buf);
3401         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3402         if (ret)
3403                 return ret;
3404
3405         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3406         case RES_LIMIT:
3407                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3408                         ret = -EINVAL;
3409                         break;
3410                 }
3411                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3412                 case _MEM:
3413                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3414                         break;
3415                 case _MEMSWAP:
3416                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3417                         break;
3418                 case _KMEM:
3419                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3420                         break;
3421                 case _TCP:
3422                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3423                         break;
3424                 }
3425                 break;
3426         case RES_SOFT_LIMIT:
3427                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3428                 ret = 0;
3429                 break;
3430         }
3431         return ret ?: nbytes;
3432 }
3433
3434 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3435                                 size_t nbytes, loff_t off)
3436 {
3437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3438         struct page_counter *counter;
3439
3440         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3441         case _MEM:
3442                 counter = &memcg->memory;
3443                 break;
3444         case _MEMSWAP:
3445                 counter = &memcg->memsw;
3446                 break;
3447         case _KMEM:
3448                 counter = &memcg->kmem;
3449                 break;
3450         case _TCP:
3451                 counter = &memcg->tcpmem;
3452                 break;
3453         default:
3454                 BUG();
3455         }
3456
3457         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3458         case RES_MAX_USAGE:
3459                 page_counter_reset_watermark(counter);
3460                 break;
3461         case RES_FAILCNT:
3462                 counter->failcnt = 0;
3463                 break;
3464         default:
3465                 BUG();
3466         }
3467
3468         return nbytes;
3469 }
3470
3471 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3472                                         struct cftype *cft)
3473 {
3474         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3475 }
3476
3477 #ifdef CONFIG_MMU
3478 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3479                                         struct cftype *cft, u64 val)
3480 {
3481         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3482
3483         if (val & ~MOVE_MASK)
3484                 return -EINVAL;
3485
3486         /*
3487          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3488          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3489          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3490          * affect task migrations starting after the change.
3491          */
3492         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3493         return 0;
3494 }
3495 #else
3496 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3497                                         struct cftype *cft, u64 val)
3498 {
3499         return -ENOSYS;
3500 }
3501 #endif
3502
3503 #ifdef CONFIG_NUMA
3504
3505 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3506 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3507 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3508
3509 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3510                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3511 {
3512         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3513         unsigned long nr = 0;
3514         enum lru_list lru;
3515
3516         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3517
3518         for_each_lru(lru) {
3519                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3520                         continue;
3521                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3522         }
3523         return nr;
3524 }
3525
3526 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3527                                              unsigned int lru_mask)
3528 {
3529         unsigned long nr = 0;
3530         enum lru_list lru;
3531
3532         for_each_lru(lru) {
3533                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3534                         continue;
3535                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3536         }
3537         return nr;
3538 }
3539
3540 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3541 {
3542         struct numa_stat {
3543                 const char *name;
3544                 unsigned int lru_mask;
3545         };
3546
3547         static const struct numa_stat stats[] = {
3548                 { "total", LRU_ALL },
3549                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3550                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3551                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3552         };
3553         const struct numa_stat *stat;
3554         int nid;
3555         unsigned long nr;
3556         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3557
3558         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3559                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3560                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3561                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3562                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3563                                                           stat->lru_mask);
3564                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3565                 }
3566                 seq_putc(m, '\n');
3567         }
3568
3569         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3570                 struct mem_cgroup *iter;
3571
3572                 nr = 0;
3573                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3574                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3575                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3576                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3577                         nr = 0;
3578                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3579                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3580                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3581                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3582                 }
3583                 seq_putc(m, '\n');
3584         }
3585
3586         return 0;
3587 }
3588 #endif /* CONFIG_NUMA */
3589
3590 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3591         MEMCG_CACHE,
3592         MEMCG_RSS,
3593         MEMCG_RSS_HUGE,
3594         NR_SHMEM,
3595         NR_FILE_MAPPED,
3596         NR_FILE_DIRTY,
3597         NR_WRITEBACK,
3598         MEMCG_SWAP,
3599 };
3600
3601 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3602         "cache",
3603         "rss",
3604         "rss_huge",
3605         "shmem",
3606         "mapped_file",
3607         "dirty",
3608         "writeback",
3609         "swap",
3610 };
3611
3612 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3613 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3614         PGPGIN,
3615         PGPGOUT,
3616         PGFAULT,
3617         PGMAJFAULT,
3618 };
3619
3620 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3621         "pgpgin",
3622         "pgpgout",
3623         "pgfault",
3624         "pgmajfault",
3625 };
3626
3627 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3628 {
3629         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3630         unsigned long memory, memsw;
3631         struct mem_cgroup *mi;
3632         unsigned int i;
3633
3634         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3635         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3636
3637         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3638                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3639                         continue;
3640                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3641                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3642                            PAGE_SIZE);
3643         }
3644
3645         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3646                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3647                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3648
3649         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3650                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3651                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3652                            PAGE_SIZE);
3653
3654         /* Hierarchical information */
3655         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3656         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3657                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3658                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3659         }
3660         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3661                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3662         if (do_memsw_account())
3663                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3664                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3665
3666         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3667                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3668                         continue;
3669                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3670                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3671                            PAGE_SIZE);
3672         }
3673
3674         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3675                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3676                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3677
3678         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3679                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3680                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3681                            PAGE_SIZE);
3682
3683 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3684         {
3685                 pg_data_t *pgdat;
3686                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3687                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3688                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3689                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3690
3691                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3692                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3693                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3694
3695                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3696                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3697                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3698                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3699                 }
3700                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3701                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3702                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3703                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3704         }
3705 #endif
3706
3707         return 0;
3708 }
3709
3710 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3711                                       struct cftype *cft)
3712 {
3713         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3714
3715         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3716 }
3717
3718 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3719                                        struct cftype *cft, u64 val)
3720 {
3721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3722
3723         if (val > 100)
3724                 return -EINVAL;
3725
3726         if (css->parent)
3727                 memcg->swappiness = val;
3728         else
3729                 vm_swappiness = val;
3730
3731         return 0;
3732 }
3733
3734 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3735 {
3736         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3737         unsigned long usage;
3738         int i;
3739
3740         rcu_read_lock();
3741         if (!swap)
3742                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3743         else
3744                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3745
3746         if (!t)
3747                 goto unlock;
3748
3749         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3750
3751         /*
3752          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3753          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3754          * call of __mem_cgroup_threshold().
3755          */
3756         i = t->current_threshold;
3757
3758         /*
3759          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3760          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3761          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3762          * only one element of the array here.
3763          */
3764         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3765                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3766
3767         /* i = current_threshold + 1 */
3768         i++;
3769
3770         /*
3771          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3772          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3773          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3774          * only one element of the array here.
3775          */
3776         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3777                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3778
3779         /* Update current_threshold */
3780         t->current_threshold = i - 1;
3781 unlock:
3782         rcu_read_unlock();
3783 }
3784
3785 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3786 {
3787         while (memcg) {
3788                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3789                 if (do_memsw_account())
3790                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3791
3792                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3793         }
3794 }
3795
3796 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3797 {
3798         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3799         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3800
3801         if (_a->threshold > _b->threshold)
3802                 return 1;
3803
3804         if (_a->threshold < _b->threshold)
3805                 return -1;
3806
3807         return 0;
3808 }
3809
3810 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3811 {
3812         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3813
3814         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3815
3816         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3817                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3818
3819         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3820         return 0;
3821 }
3822
3823 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3824 {
3825         struct mem_cgroup *iter;
3826
3827         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3828                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3829 }
3830
3831 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3832         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3833 {
3834         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3835         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3836         unsigned long threshold;
3837         unsigned long usage;
3838         int i, size, ret;
3839
3840         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3841         if (ret)
3842                 return ret;
3843
3844         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3845
3846         if (type == _MEM) {
3847                 thresholds = &memcg->thresholds;
3848                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3849         } else if (type == _MEMSWAP) {
3850                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3851                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3852         } else
3853                 BUG();
3854
3855         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3856         if (thresholds->primary)
3857                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3858
3859         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3860
3861         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3862         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3863         if (!new) {
3864                 ret = -ENOMEM;
3865                 goto unlock;
3866         }
3867         new->size = size;
3868
3869         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3870         if (thresholds->primary) {
3871                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3872                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3873         }
3874
3875         /* Add new threshold */
3876         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3877         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3878
3879         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3880         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3881                         compare_thresholds, NULL);
3882
3883         /* Find current threshold */
3884         new->current_threshold = -1;
3885         for (i = 0; i < size; i++) {
3886                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3887                         /*
3888                          * new->current_threshold will not be used until
3889                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3890                          * it here.
3891                          */
3892                         ++new->current_threshold;
3893                 } else
3894                         break;
3895         }
3896
3897         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3898         kfree(thresholds->spare);
3899         thresholds->spare = thresholds->primary;
3900
3901         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3902
3903         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3904         synchronize_rcu();
3905
3906 unlock:
3907         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3908
3909         return ret;
3910 }
3911
3912 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3913         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3914 {
3915         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3916 }
3917
3918 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3919         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3920 {
3921         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3922 }
3923
3924 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3925         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3926 {
3927         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3928         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3929         unsigned long usage;
3930         int i, j, size;
3931
3932         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3933
3934         if (type == _MEM) {
3935                 thresholds = &memcg->thresholds;
3936                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3937         } else if (type == _MEMSWAP) {
3938                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3939                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3940         } else
3941                 BUG();
3942
3943         if (!thresholds->primary)
3944                 goto unlock;
3945
3946         /* Check if a threshold crossed before removing */
3947         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3948
3949         /* Calculate new number of threshold */
3950         size = 0;
3951         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3952                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3953                         size++;
3954         }
3955
3956         new = thresholds->spare;
3957
3958         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3959         if (!size) {
3960                 kfree(new);
3961                 new = NULL;
3962                 goto swap_buffers;
3963         }
3964
3965         new->size = size;
3966
3967         /* Copy thresholds and find current threshold */
3968         new->current_threshold = -1;
3969         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3970                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3971                         continue;
3972
3973                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3974                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3975                         /*
3976                          * new->current_threshold will not be used
3977                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3978                          * it here.
3979                          */
3980                         ++new->current_threshold;
3981                 }
3982                 j++;
3983         }
3984
3985 swap_buffers:
3986         /* Swap primary and spare array */
3987         thresholds->spare = thresholds->primary;
3988
3989         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3990
3991         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3992         synchronize_rcu();
3993
3994         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3995         if (!new) {
3996                 kfree(thresholds->spare);
3997                 thresholds->spare = NULL;
3998         }
3999 unlock:
4000         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4001 }
4002
4003 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4004         struct eventfd_ctx *eventfd)
4005 {
4006         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4007 }
4008
4009 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4010         struct eventfd_ctx *eventfd)
4011 {
4012         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4013 }
4014
4015 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4016         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4017 {
4018         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4019
4020         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4021         if (!event)
4022                 return -ENOMEM;
4023
4024         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4025
4026         event->eventfd = eventfd;
4027         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4028
4029         /* already in OOM ? */
4030         if (memcg->under_oom)
4031                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4032         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4033
4034         return 0;
4035 }
4036
4037 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4038         struct eventfd_ctx *eventfd)
4039 {
4040         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4041
4042         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4043
4044         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4045                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4046                         list_del(&ev->list);
4047                         kfree(ev);
4048                 }
4049         }
4050
4051         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4052 }
4053
4054 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4055 {
4056         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4057
4058         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4059         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4060         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4061                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4062         return 0;
4063 }
4064
4065 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4066         struct cftype *cft, u64 val)
4067 {
4068         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4069
4070         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4071         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4072                 return -EINVAL;
4073
4074         memcg->oom_kill_disable = val;
4075         if (!val)
4076                 memcg_oom_recover(memcg);
4077
4078         return 0;
4079 }
4080
4081 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4082
4083 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4084 {
4085         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4086 }
4087
4088 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4089 {
4090         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4091 }
4092
4093 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4094 {
4095         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4096 }
4097
4098 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4099 {
4100         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4101
4102         if (!memcg->css.parent)
4103                 return NULL;
4104
4105         return &memcg->cgwb_domain;
4106 }
4107
4108 /*
4109  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4110  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4111  */
4112 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4113 {
4114         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4115         int cpu;
4116
4117         for_each_online_cpu(cpu)
4118                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4119         if (x < 0)
4120                 x = 0;
4121         return x;
4122 }
4123
4124 /**
4125  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4126  * @wb: bdi_writeback in question
4127  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4128  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4129  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4130  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4131  *
4132  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4133  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4134  * is a bit more involved.
4135  *
4136  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4137  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4138  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4139  * available memory in the system.  The caller should further cap
4140  * *@pheadroom accordingly.
4141  */
4142 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4143                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4144                          unsigned long *pwriteback)
4145 {
4146         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4147         struct mem_cgroup *parent;
4148
4149         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4150
4151         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4152         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4153         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4154                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4155         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4156
4157         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4158                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4159                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4160
4161                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4162                 memcg = parent;
4163         }
4164 }
4165
4166 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4167
4168 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4169 {
4170         return 0;
4171 }
4172
4173 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4174 {
4175 }
4176
4177 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4178 {
4179 }
4180
4181 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4182
4183 /*
4184  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4185  *
4186  * "cgroup.event_control" implementation.
4187  *
4188  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4189  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4190  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4191  *
4192  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4193  * possible.
4194  */
4195
4196 /*
4197  * Unregister event and free resources.
4198  *
4199  * Gets called from workqueue.
4200  */
4201 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4202 {
4203         struct mem_cgroup_event *event =
4204                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4205         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4206
4207         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4208
4209         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4210
4211         /* Notify userspace the event is going away. */
4212         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4213
4214         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4215         kfree(event);
4216         css_put(&memcg->css);
4217 }
4218
4219 /*
4220  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4221  *
4222  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4223  */
4224 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4225                             int sync, void *key)
4226 {
4227         struct mem_cgroup_event *event =
4228                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4229         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4230         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4231
4232         if (flags & EPOLLHUP) {
4233                 /*
4234                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4235                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4236                  * for us.
4237                  *
4238                  * We can't race against event freeing since the other
4239                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4240                  * which we hold.
4241                  */
4242                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4243                 if (!list_empty(&event->list)) {
4244                         list_del_init(&event->list);
4245                         /*
4246                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4247                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4248                          */
4249                         schedule_work(&event->remove);
4250                 }
4251                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4252         }
4253
4254         return 0;
4255 }
4256
4257 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4258                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4259 {
4260         struct mem_cgroup_event *event =
4261                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4262
4263         event->wqh = wqh;
4264         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4265 }
4266
4267 /*
4268  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4269  *
4270  * Parse input and register new cgroup event handler.
4271  *
4272  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4273  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4274  */
4275 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4276                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4277 {
4278         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4280         struct mem_cgroup_event *event;
4281         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4282         unsigned int efd, cfd;
4283         struct fd efile;
4284         struct fd cfile;
4285         const char *name;
4286         char *endp;
4287         int ret;
4288
4289         buf = strstrip(buf);
4290
4291         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4292         if (*endp != ' ')
4293                 return -EINVAL;
4294         buf = endp + 1;
4295
4296         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4297         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4298                 return -EINVAL;
4299         buf = endp + 1;
4300
4301         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4302         if (!event)
4303                 return -ENOMEM;
4304
4305         event->memcg = memcg;
4306         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4307         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4308         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4309         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4310
4311         efile = fdget(efd);
4312         if (!efile.file) {
4313                 ret = -EBADF;
4314                 goto out_kfree;
4315         }
4316
4317         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4318         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4319                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4320                 goto out_put_efile;
4321         }
4322
4323         cfile = fdget(cfd);
4324         if (!cfile.file) {
4325                 ret = -EBADF;
4326                 goto out_put_eventfd;
4327         }
4328
4329         /* the process need read permission on control file */
4330         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4331         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4332         if (ret < 0)
4333                 goto out_put_cfile;
4334
4335         /*
4336          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4337          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4338          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4339          * is for compatibility anyway.
4340          *
4341          * DO NOT ADD NEW FILES.
4342          */
4343         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4344
4345         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4346                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4347                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4348         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4349                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4350                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4351         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4352                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4353                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4354         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4355                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4356                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4357         } else {
4358                 ret = -EINVAL;
4359                 goto out_put_cfile;
4360         }
4361
4362         /*
4363          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4364          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4365          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4366          */
4367         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4368                                                &memory_cgrp_subsys);
4369         ret = -EINVAL;
4370         if (IS_ERR(cfile_css))
4371                 goto out_put_cfile;
4372         if (cfile_css != css) {
4373                 css_put(cfile_css);
4374                 goto out_put_cfile;
4375         }
4376
4377         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4378         if (ret)
4379                 goto out_put_css;
4380
4381         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4382
4383         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4384         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4385         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4386
4387         fdput(cfile);
4388         fdput(efile);
4389
4390         return nbytes;
4391
4392 out_put_css:
4393         css_put(css);
4394 out_put_cfile:
4395         fdput(cfile);
4396 out_put_eventfd:
4397         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4398 out_put_efile:
4399         fdput(efile);
4400 out_kfree:
4401         kfree(event);
4402
4403         return ret;
4404 }
4405
4406 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4407         {
4408                 .name = "usage_in_bytes",
4409                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4410                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4411         },
4412         {
4413                 .name = "max_usage_in_bytes",
4414                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4415                 .write = mem_cgroup_reset,
4416                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4417         },
4418         {
4419                 .name = "limit_in_bytes",
4420                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4421                 .write = mem_cgroup_write,
4422                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4423         },
4424         {
4425                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4426                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4427                 .write = mem_cgroup_write,
4428                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4429         },
4430         {
4431                 .name = "failcnt",
4432                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4433                 .write = mem_cgroup_reset,
4434                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4435         },
4436         {
4437                 .name = "stat",
4438                 .seq_show = memcg_stat_show,
4439         },
4440         {
4441                 .name = "force_empty",
4442                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4443         },
4444         {
4445                 .name = "use_hierarchy",
4446                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4447                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4448         },
4449         {
4450                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4451                 .write = memcg_write_event_control,
4452                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4453         },
4454         {
4455                 .name = "swappiness",
4456                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4457                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4458         },
4459         {
4460                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4461                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4462                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4463         },
4464         {
4465                 .name = "oom_control",
4466                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4467                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4468                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4469         },
4470         {
4471                 .name = "pressure_level",
4472         },
4473 #ifdef CONFIG_NUMA
4474         {
4475                 .name = "numa_stat",
4476                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4477         },
4478 #endif
4479         {
4480                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4481                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4482                 .write = mem_cgroup_write,
4483                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4484         },
4485         {
4486                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4487                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4488                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4489         },
4490         {
4491                 .name = "kmem.failcnt",
4492                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4493                 .write = mem_cgroup_reset,
4494                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4495         },
4496         {
4497                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4498                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4499                 .write = mem_cgroup_reset,
4500                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4501         },
4502 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4503         {
4504                 .name = "kmem.slabinfo",
4505                 .seq_start = memcg_slab_start,
4506                 .seq_next = memcg_slab_next,
4507                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4508                 .seq_show = memcg_slab_show,
4509         },
4510 #endif
4511         {
4512                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4513                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4514                 .write = mem_cgroup_write,
4515                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4516         },
4517         {
4518                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4519                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4520                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4521         },
4522         {
4523                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4524                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4525                 .write = mem_cgroup_reset,
4526                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4527         },
4528         {
4529                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4530                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4531                 .write = mem_cgroup_reset,
4532                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4533         },
4534         { },    /* terminate */
4535 };
4536
4537 /*
4538  * Private memory cgroup IDR
4539  *
4540  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4541  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4542  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4543  * memory-controlled cgroups to 64k.
4544  *
4545  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4546  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4547  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4548  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4549  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4550  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4551  *
4552  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4553  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4554  * when the CSS is offlined.
4555  *
4556  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4557  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4558  * those references are manageable from userspace.
4559  */
4560
4561 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4562
4563 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4564 {
4565         if (memcg->id.id > 0) {
4566                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4567                 memcg->id.id = 0;
4568         }
4569 }
4570
4571 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4572 {
4573         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4574 }
4575
4576 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4577 {
4578         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4579                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4580
4581                 /* Memcg ID pins CSS */
4582                 css_put(&memcg->css);
4583         }
4584 }
4585
4586 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4587 {
4588         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4589 }
4590
4591 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4592 {
4593         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4594 }
4595
4596 /**
4597  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4598  * @id: the memcg id to look up
4599  *
4600  * Caller must hold rcu_read_lock().
4601  */
4602 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4603 {
4604         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4605         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4606 }
4607
4608 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4609 {
4610         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4611         int tmp = node;
4612         /*
4613          * This routine is called against possible nodes.
4614          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4615          *
4616          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4617          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4618          *       function.
4619          */
4620         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4621                 tmp = -1;
4622         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4623         if (!pn)
4624                 return 1;
4625
4626         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4627         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4628                 kfree(pn);
4629                 return 1;
4630         }
4631
4632         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4633         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4634                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4635                 kfree(pn);
4636                 return 1;
4637         }
4638
4639         lruvec_init(&pn->lruvec);
4640         pn->usage_in_excess = 0;
4641         pn->on_tree = false;
4642         pn->memcg = memcg;
4643
4644         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4645         return 0;
4646 }
4647
4648 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4649 {
4650         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4651
4652         if (!pn)
4653                 return;
4654
4655         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4656         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4657         kfree(pn);
4658 }
4659
4660 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4661 {
4662         int node;
4663
4664         for_each_node(node)
4665                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4666         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4667         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4668         kfree(memcg);
4669 }
4670
4671 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4672 {
4673         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4674         __mem_cgroup_free(memcg);
4675 }
4676
4677 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4678 {
4679         struct mem_cgroup *memcg;
4680         unsigned int size;
4681         int node;
4682
4683         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4684         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4685
4686         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4687         if (!memcg)
4688                 return NULL;
4689
4690         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4691                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4692                                  GFP_KERNEL);
4693         if (memcg->id.id < 0)
4694                 goto fail;
4695
4696         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4697         if (!memcg->vmstats_local)
4698                 goto fail;
4699
4700         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4701         if (!memcg->vmstats_percpu)
4702                 goto fail;
4703
4704         for_each_node(node)
4705                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4706                         goto fail;
4707
4708         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4709                 goto fail;
4710
4711         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4712         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4713         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4714         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4715         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4716         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4717         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4718         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4719         memcg->socket_pressure = jiffies;
4720 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4721         memcg->kmemcg_id = -1;
4722 #endif
4723 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4724         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4725 #endif
4726         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4727         return memcg;
4728 fail:
4729         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4730         __mem_cgroup_free(memcg);
4731         return NULL;
4732 }
4733
4734 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4735 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4736 {
4737         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4738         struct mem_cgroup *memcg;
4739         long error = -ENOMEM;
4740
4741         memcg = mem_cgroup_alloc();
4742         if (!memcg)
4743                 return ERR_PTR(error);
4744
4745         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4746         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4747         if (parent) {
4748                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4749                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4750         }
4751         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4752                 memcg->use_hierarchy = true;
4753                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4754                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4755                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4756                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4757                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4758         } else {
4759                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4760                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4761                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4762                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4763                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4764                 /*
4765                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4766                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4767                  * unfortunate state in our controller.
4768                  */
4769                 if (parent != root_mem_cgroup)
4770                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4771         }
4772
4773         /* The following stuff does not apply to the root */
4774         if (!parent) {
4775 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4776                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
4777 #endif
4778                 root_mem_cgroup = memcg;
4779                 return &memcg->css;
4780         }
4781
4782         error = memcg_online_kmem(memcg);
4783         if (error)
4784                 goto fail;
4785
4786         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4787                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4788
4789         return &memcg->css;
4790 fail:
4791         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4792         mem_cgroup_free(memcg);
4793         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4794 }
4795
4796 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4797 {
4798         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4799
4800         /*
4801          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4802          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4803          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4804          */
4805         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4806                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4807                 return -ENOMEM;
4808         }
4809
4810         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4811         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4812         css_get(css);
4813         return 0;
4814 }
4815
4816 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4817 {
4818         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4819         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4820
4821         /*
4822          * Unregister events and notify userspace.
4823          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4824          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4825          */
4826         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4827         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4828                 list_del_init(&event->list);
4829                 schedule_work(&event->remove);
4830         }
4831         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4832
4833         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4834         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4835
4836         memcg_offline_kmem(memcg);
4837         wb_memcg_offline(memcg);
4838
4839         drain_all_stock(memcg);
4840
4841         mem_cgroup_id_put(memcg);
4842 }
4843
4844 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4845 {
4846         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4847
4848         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4849 }
4850
4851 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4852 {
4853         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4854
4855         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4856                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4857
4858         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4859                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4860
4861         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4862         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4863         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4864         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4865         memcg_free_kmem(memcg);
4866         mem_cgroup_free(memcg);
4867 }
4868
4869 /**
4870  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4871  * @css: the target css
4872  *
4873  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4874  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4875  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4876  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4877  * made visible again.
4878  *
4879  * The current implementation only resets the essential configurations.
4880  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4881  */
4882 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4883 {
4884         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4885
4886         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4887         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4888         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4889         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4890         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4891         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4892         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4893         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4894         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4895         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4896 }
4897
4898 #ifdef CONFIG_MMU
4899 /* Handlers for move charge at task migration. */
4900 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4901 {
4902         int ret;
4903
4904         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4905         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4906         if (!ret) {
4907                 mc.precharge += count;
4908                 return ret;
4909         }
4910
4911         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4912         while (count--) {
4913                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4914                 if (ret)
4915                         return ret;
4916                 mc.precharge++;
4917                 cond_resched();
4918         }
4919         return 0;
4920 }
4921
4922 union mc_target {
4923         struct page     *page;
4924         swp_entry_t     ent;
4925 };
4926
4927 enum mc_target_type {
4928         MC_TARGET_NONE = 0,
4929         MC_TARGET_PAGE,
4930         MC_TARGET_SWAP,
4931         MC_TARGET_DEVICE,
4932 };
4933
4934 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4935                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4936 {
4937         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4938
4939         if (!page || !page_mapped(page))
4940                 return NULL;
4941         if (PageAnon(page)) {
4942                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4943                         return NULL;
4944         } else {
4945                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4946                         return NULL;
4947         }
4948         if (!get_page_unless_zero(page))
4949                 return NULL;
4950
4951         return page;
4952 }
4953
4954 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4955 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4956                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4957 {
4958         struct page *page = NULL;
4959         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4960
4961         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4962                 return NULL;
4963
4964         /*
4965          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4966          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4967          * as special swap entry in the CPU page table.
4968          */
4969         if (is_device_private_entry(ent)) {
4970                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4971                 /*
4972                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4973                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4974                  */
4975                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4976                         return NULL;
4977                 return page;
4978         }
4979
4980         /*
4981          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4982          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4983          */
4984         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4985         if (do_memsw_account())
4986                 entry->val = ent.val;
4987
4988         return page;
4989 }
4990 #else
4991 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4992                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4993 {
4994         return NULL;
4995 }
4996 #endif
4997
4998 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4999                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5000 {
5001         struct page *page = NULL;
5002         struct address_space *mapping;
5003         pgoff_t pgoff;
5004
5005         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5006                 return NULL;
5007         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5008                 return NULL;
5009
5010         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5011         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5012
5013         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5014 #ifdef CONFIG_SWAP
5015         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5016         if (shmem_mapping(mapping)) {
5017                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5018                 if (xa_is_value(page)) {
5019                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5020                         if (do_memsw_account())
5021                                 *entry = swp;
5022                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5023                                              swp_offset(swp));
5024                 }
5025         } else
5026                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5027 #else
5028         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5029 #endif
5030         return page;
5031 }
5032
5033 /**
5034  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5035  * @page: the page
5036  * @compound: charge the page as compound or small page
5037  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5038  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5039  *
5040  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5041  *
5042  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5043  * from old cgroup.
5044  */
5045 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5046                                    bool compound,
5047                                    struct mem_cgroup *from,
5048                                    struct mem_cgroup *to)
5049 {
5050         unsigned long flags;
5051         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5052         int ret;
5053         bool anon;
5054
5055         VM_BUG_ON(from == to);
5056         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5057         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5058
5059         /*
5060          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5061          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5062          */
5063         ret = -EBUSY;
5064         if (!trylock_page(page))
5065                 goto out;
5066
5067         ret = -EINVAL;
5068         if (page->mem_cgroup != from)
5069                 goto out_unlock;
5070
5071         anon = PageAnon(page);
5072
5073         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5074
5075         if (!anon && page_mapped(page)) {
5076                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5077                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5078         }
5079
5080         /*
5081          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5082          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5083          * So mapping should be stable for dirty pages.
5084          */
5085         if (!anon && PageDirty(page)) {
5086                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5087
5088                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5089                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5090                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5091                 }
5092         }
5093
5094         if (PageWriteback(page)) {
5095                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5096                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5097         }
5098
5099         /*
5100          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5101          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5102          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5103          */
5104
5105         /* caller should have done css_get */
5106         page->mem_cgroup = to;
5107         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5108
5109         ret = 0;
5110
5111         local_irq_disable();
5112         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5113         memcg_check_events(to, page);
5114         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5115         memcg_check_events(from, page);
5116         local_irq_enable();
5117 out_unlock:
5118         unlock_page(page);
5119 out:
5120         return ret;
5121 }
5122
5123 /**
5124  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5125  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5126  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5127  * @ptent: the pte to be checked
5128  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5129  *
5130  * Returns
5131  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5132  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5133  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5134  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5135  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5136  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5137  *     in target->ent.
5138  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
5139  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5140  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5141  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5142  *     regular page.
5143  *
5144  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5145  *
5146  * Called with pte lock held.
5147  */
5148
5149 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5150                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5151 {
5152         struct page *page = NULL;
5153         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5154         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5155
5156         if (pte_present(ptent))
5157                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5158         else if (is_swap_pte(ptent))
5159                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5160         else if (pte_none(ptent))
5161                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5162
5163         if (!page && !ent.val)
5164                 return ret;
5165         if (page) {
5166                 /*
5167                  * Do only loose check w/o serialization.
5168                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5169                  * not under LRU exclusion.
5170                  */
5171                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5172                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5173                         if (is_device_private_page(page) ||
5174                             is_device_public_page(page))
5175                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5176                         if (target)
5177                                 target->page = page;
5178                 }
5179                 if (!ret || !target)
5180                         put_page(page);
5181         }
5182         /*
5183          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5184          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5185          */
5186         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5187             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5188                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5189                 if (target)
5190                         target->ent = ent;
5191         }
5192         return ret;
5193 }
5194
5195 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5196 /*
5197  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5198  * not support them for now.
5199  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5200  */
5201 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5202                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5203 {
5204         struct page *page = NULL;
5205         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5206
5207         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5208                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5209                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5210                 return ret;
5211         }
5212         page = pmd_page(pmd);
5213         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5214         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5215                 return ret;
5216         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5217                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5218                 if (target) {
5219                         get_page(page);
5220                         target->page = page;
5221                 }
5222         }
5223         return ret;
5224 }
5225 #else
5226 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5227                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5228 {
5229         return MC_TARGET_NONE;
5230 }
5231 #endif
5232
5233 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5234                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5235                                         struct mm_walk *walk)
5236 {
5237         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5238         pte_t *pte;
5239         spinlock_t *ptl;
5240
5241         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5242         if (ptl) {
5243                 /*
5244                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5245                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
5246                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
5247                  */
5248                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5249                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5250                 spin_unlock(ptl);
5251                 return 0;
5252         }
5253
5254         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5255                 return 0;
5256         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5257         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5258                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5259                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5260         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5261         cond_resched();
5262
5263         return 0;
5264 }
5265
5266 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5267 {
5268         unsigned long precharge;
5269
5270         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5271                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5272                 .mm = mm,
5273         };
5274         down_read(&mm->mmap_sem);
5275         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5276                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5277         up_read(&mm->mmap_sem);
5278
5279         precharge = mc.precharge;
5280         mc.precharge = 0;
5281
5282         return precharge;
5283 }
5284
5285 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5286 {
5287         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5288
5289         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5290         mc.moving_task = current;
5291         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5292 }
5293
5294 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5295 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5296 {
5297         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5298         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5299
5300         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5301         if (mc.precharge) {
5302                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5303                 mc.precharge = 0;
5304         }
5305         /*
5306          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5307          * we must uncharge here.
5308          */
5309         if (mc.moved_charge) {
5310                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5311                 mc.moved_charge = 0;
5312         }
5313         /* we must fixup refcnts and charges */
5314         if (mc.moved_swap) {
5315                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5316                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5317                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5318
5319                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5320
5321                 /*
5322                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5323                  * should uncharge to->memory.
5324                  */
5325                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5326                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5327
5328                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5329                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5330
5331                 mc.moved_swap = 0;
5332         }
5333         memcg_oom_recover(from);
5334         memcg_oom_recover(to);
5335         wake_up_all(&mc.waitq);
5336 }
5337
5338 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5339 {
5340         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5341
5342         /*
5343          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5344          * task migration.
5345          */
5346         mc.moving_task = NULL;
5347         __mem_cgroup_clear_mc();
5348         spin_lock(&mc.lock);
5349         mc.from = NULL;
5350         mc.to = NULL;
5351         mc.mm = NULL;
5352         spin_unlock(&mc.lock);
5353
5354         mmput(mm);
5355 }
5356
5357 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5358 {
5359         struct cgroup_subsys_state *css;
5360         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5361         struct mem_cgroup *from;
5362         struct task_struct *leader, *p;
5363         struct mm_struct *mm;
5364         unsigned long move_flags;
5365         int ret = 0;
5366
5367         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5368         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5369                 return 0;
5370
5371         /*
5372          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5373          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5374          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5375          * multiple.
5376          */
5377         p = NULL;
5378         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5379                 WARN_ON_ONCE(p);
5380                 p = leader;
5381                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5382         }
5383         if (!p)
5384                 return 0;
5385
5386         /*
5387          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5388          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5389          * So we need to save it, and keep it going.
5390          */
5391         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5392         if (!move_flags)
5393                 return 0;
5394
5395         from = mem_cgroup_from_task(p);
5396
5397         VM_BUG_ON(from == memcg);
5398
5399         mm = get_task_mm(p);
5400         if (!mm)
5401                 return 0;
5402         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5403         if (mm->owner == p) {
5404                 VM_BUG_ON(mc.from);
5405                 VM_BUG_ON(mc.to);
5406                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5407                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5408                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5409
5410                 spin_lock(&mc.lock);
5411                 mc.mm = mm;
5412                 mc.from = from;
5413                 mc.to = memcg;
5414                 mc.flags = move_flags;
5415                 spin_unlock(&mc.lock);
5416                 /* We set mc.moving_task later */
5417
5418                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5419                 if (ret)
5420                         mem_cgroup_clear_mc();
5421         } else {
5422                 mmput(mm);
5423         }
5424         return ret;
5425 }
5426
5427 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5428 {
5429         if (mc.to)
5430                 mem_cgroup_clear_mc();
5431 }
5432
5433 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5434                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5435                                 struct mm_walk *walk)
5436 {
5437         int ret = 0;
5438         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5439         pte_t *pte;
5440         spinlock_t *ptl;
5441         enum mc_target_type target_type;
5442         union mc_target target;
5443         struct page *page;
5444
5445         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5446         if (ptl) {
5447                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5448                         spin_unlock(ptl);
5449                         return 0;
5450                 }
5451                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5452                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5453                         page = target.page;
5454                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5455                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5456                                                              mc.from, mc.to)) {
5457                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5458                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5459                                 }
5460                                 putback_lru_page(page);
5461                         }
5462                         put_page(page);
5463                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5464                         page = target.page;
5465                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5466                                                      mc.from, mc.to)) {
5467                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5468                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5469                         }
5470                         put_page(page);
5471                 }
5472                 spin_unlock(ptl);
5473                 return 0;
5474         }
5475
5476         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5477                 return 0;
5478 retry:
5479         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5480         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5481                 pte_t ptent = *(pte++);
5482                 bool device = false;
5483                 swp_entry_t ent;
5484
5485                 if (!mc.precharge)
5486                         break;
5487
5488                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5489                 case MC_TARGET_DEVICE:
5490                         device = true;
5491                         /* fall through */
5492                 case MC_TARGET_PAGE:
5493                         page = target.page;
5494                         /*
5495                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5496                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5497                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5498                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5499                          */
5500                         if (PageTransCompound(page))
5501                                 goto put;
5502                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5503                                 goto put;
5504                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5505                                                 mc.from, mc.to)) {
5506                                 mc.precharge--;
5507                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5508                                 mc.moved_charge++;
5509                         }
5510                         if (!device)
5511                                 putback_lru_page(page);
5512 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5513                         put_page(page);
5514                         break;
5515                 case MC_TARGET_SWAP:
5516                         ent = target.ent;
5517                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5518                                 mc.precharge--;
5519                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5520                                 mc.moved_swap++;
5521                         }
5522                         break;
5523                 default:
5524                         break;
5525                 }
5526         }
5527         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5528         cond_resched();
5529
5530         if (addr != end) {
5531                 /*
5532                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5533                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5534                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5535                  * phase.
5536                  */
5537                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5538                 if (!ret)
5539                         goto retry;
5540         }
5541
5542         return ret;
5543 }
5544
5545 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5546 {
5547         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5548                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5549                 .mm = mc.mm,
5550         };
5551
5552         lru_add_drain_all();
5553         /*
5554          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5555          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5556          * for already started RCU-only updates to finish.
5557          */
5558         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5559         synchronize_rcu();
5560 retry:
5561         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5562                 /*
5563                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5564                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5565                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5566                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5567                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5568                  */
5569                 __mem_cgroup_clear_mc();
5570                 cond_resched();
5571                 goto retry;
5572         }
5573         /*
5574          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5575          * additional charge, the page walk just aborts.
5576          */
5577         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5578
5579         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5580         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5581 }
5582
5583 static void mem_cgroup_move_task(void)
5584 {
5585         if (mc.to) {
5586                 mem_cgroup_move_charge();
5587                 mem_cgroup_clear_mc();
5588         }
5589 }
5590 #else   /* !CONFIG_MMU */
5591 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5592 {
5593         return 0;
5594 }
5595 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5596 {
5597 }
5598 static void mem_cgroup_move_task(void)
5599 {
5600 }
5601 #endif
5602
5603 /*
5604  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5605  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5606  * attempt.
5607  */
5608 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5609 {
5610         /*
5611          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5612          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5613          * on for the root memcg is enough.
5614          */
5615         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5616                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5617         else
5618                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5619 }
5620
5621 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5622 {
5623         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5624                 seq_puts(m, "max\n");
5625         else
5626                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5627
5628         return 0;
5629 }
5630
5631 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5632                                struct cftype *cft)
5633 {
5634         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5635
5636         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5637 }
5638
5639 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5640 {
5641         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5642                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5643 }
5644
5645 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5646                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5647 {
5648         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5649         unsigned long min;
5650         int err;
5651
5652         buf = strstrip(buf);
5653         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5654         if (err)
5655                 return err;
5656
5657         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5658
5659         return nbytes;
5660 }
5661
5662 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5663 {
5664         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5665                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5666 }
5667
5668 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5669                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5670 {
5671         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5672         unsigned long low;
5673         int err;
5674
5675         buf = strstrip(buf);
5676         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5677         if (err)
5678                 return err;
5679
5680         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5681
5682         return nbytes;
5683 }
5684
5685 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5686 {
5687         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5688 }
5689
5690 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5691                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5692 {
5693         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5694         unsigned long nr_pages;
5695         unsigned long high;
5696         int err;
5697
5698         buf = strstrip(buf);
5699         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5700         if (err)
5701                 return err;
5702
5703         memcg->high = high;
5704
5705         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5706         if (nr_pages > high)
5707                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5708                                              GFP_KERNEL, true);
5709
5710         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5711         return nbytes;
5712 }
5713
5714 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5715 {
5716         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5717                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5718 }
5719
5720 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5721                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5722 {
5723         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5724         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5725         bool drained = false;
5726         unsigned long max;
5727         int err;
5728
5729         buf = strstrip(buf);
5730         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5731         if (err)
5732                 return err;
5733
5734         xchg(&memcg->memory.max, max);
5735
5736         for (;;) {
5737                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5738
5739                 if (nr_pages <= max)
5740                         break;
5741
5742                 if (signal_pending(current)) {
5743                         err = -EINTR;
5744                         break;
5745                 }
5746
5747                 if (!drained) {
5748                         drain_all_stock(memcg);
5749                         drained = true;
5750                         continue;
5751                 }
5752
5753                 if (nr_reclaims) {
5754                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5755                                                           GFP_KERNEL, true))
5756                                 nr_reclaims--;
5757                         continue;
5758                 }
5759
5760                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5761                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5762                         break;
5763         }
5764
5765         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5766         return nbytes;
5767 }
5768
5769 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5770 {
5771         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5772         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5773         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5774         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5775         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5776                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5777 }
5778
5779 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5780 {
5781         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5782
5783         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5784         return 0;
5785 }
5786
5787 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5788 {
5789         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5790
5791         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5792         return 0;
5793 }
5794
5795 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5796 {
5797         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5798         char *buf;
5799
5800         buf = memory_stat_format(memcg);
5801         if (!buf)
5802                 return -ENOMEM;
5803         seq_puts(m, buf);
5804         kfree(buf);
5805         return 0;
5806 }
5807
5808 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5809 {
5810         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5811
5812         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5813
5814         return 0;
5815 }
5816
5817 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5818                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5819 {
5820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5821         int ret, oom_group;
5822
5823         buf = strstrip(buf);
5824         if (!buf)
5825                 return -EINVAL;
5826
5827         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5828         if (ret)
5829                 return ret;
5830
5831         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5832                 return -EINVAL;
5833
5834         memcg->oom_group = oom_group;
5835
5836         return nbytes;
5837 }
5838
5839 static struct cftype memory_files[] = {
5840         {
5841                 .name = "current",
5842                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5843                 .read_u64 = memory_current_read,
5844         },
5845         {
5846                 .name = "min",
5847                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5848                 .seq_show = memory_min_show,
5849                 .write = memory_min_write,
5850         },
5851         {
5852                 .name = "low",
5853                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5854                 .seq_show = memory_low_show,
5855                 .write = memory_low_write,
5856         },
5857         {
5858                 .name = "high",
5859                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5860                 .seq_show = memory_high_show,
5861                 .write = memory_high_write,
5862         },
5863         {
5864                 .name = "max",
5865                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5866                 .seq_show = memory_max_show,
5867                 .write = memory_max_write,
5868         },
5869         {
5870                 .name = "events",
5871                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5872                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5873                 .seq_show = memory_events_show,
5874         },
5875         {
5876                 .name = "events.local",
5877                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5878                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5879                 .seq_show = memory_events_local_show,
5880         },
5881         {
5882                 .name = "stat",
5883                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5884                 .seq_show = memory_stat_show,
5885         },
5886         {
5887                 .name = "oom.group",
5888                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5889                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5890                 .write = memory_oom_group_write,
5891         },
5892         { }     /* terminate */
5893 };
5894
5895 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5896         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5897         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5898         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5899         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5900         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5901         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5902         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5903         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5904         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5905         .bind = mem_cgroup_bind,
5906         .dfl_cftypes = memory_files,
5907         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5908         .early_init = 0,
5909 };
5910
5911 /**
5912  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5913  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5914  * @memcg: the memory cgroup to check
5915  *
5916  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5917  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5918  *
5919  * Returns one of the following:
5920  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5921  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5922  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5923  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5924  *
5925  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5926  *
5927  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5928  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5929  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5930  *
5931  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5932  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5933  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5934  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5935  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5936  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5937  * protected memory.
5938  *
5939  *                                             low_usage
5940  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5941  *                                        siblings_low_usage
5942  *
5943  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5944  * low_usage = |
5945  *             | 0, otherwise.
5946  *
5947  *
5948  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5949  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5950  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5951  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5952  * distribution.
5953  *
5954  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5955  *
5956  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5957  *    //\\
5958  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5959  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5960  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5961  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5962  *
5963  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5964  * is expected (approximately):
5965  *
5966  *     A/memory.current = 2G
5967  *
5968  *     B/memory.current = 1.3G
5969  *     C/memory.current = 0.6G
5970  *     D/memory.current = 0
5971  *     E/memory.current = 0
5972  *
5973  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5974  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5975  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5976  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5977  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5978  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5979  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5980  */
5981 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5982                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5983 {
5984         struct mem_cgroup *parent;
5985         unsigned long emin, parent_emin;
5986         unsigned long elow, parent_elow;
5987         unsigned long usage;
5988
5989         if (mem_cgroup_disabled())
5990                 return MEMCG_PROT_NONE;
5991
5992         if (!root)
5993                 root = root_mem_cgroup;
5994         if (memcg == root)
5995                 return MEMCG_PROT_NONE;
5996
5997         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5998         if (!usage)
5999                 return MEMCG_PROT_NONE;
6000
6001         emin = memcg->memory.min;
6002         elow = memcg->memory.low;
6003
6004         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6005         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6006         if (!parent)
6007                 return MEMCG_PROT_NONE;
6008
6009         if (parent == root)
6010                 goto exit;
6011
6012         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6013         emin = min(emin, parent_emin);
6014         if (emin && parent_emin) {
6015                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6016
6017                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6018                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6019                         &parent->memory.children_min_usage);
6020
6021                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6022                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6023                                    siblings_min_usage);
6024         }
6025
6026         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6027         elow = min(elow, parent_elow);
6028         if (elow && parent_elow) {
6029                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6030
6031                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6032                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6033                         &parent->memory.children_low_usage);
6034
6035                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6036                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6037                                    siblings_low_usage);
6038         }
6039
6040 exit:
6041         memcg->memory.emin = emin;
6042         memcg->memory.elow = elow;
6043
6044         if (usage <= emin)
6045                 return MEMCG_PROT_MIN;
6046         else if (usage <= elow)
6047                 return MEMCG_PROT_LOW;
6048         else
6049                 return MEMCG_PROT_NONE;
6050 }
6051
6052 /**
6053  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6054  * @page: page to charge
6055  * @mm: mm context of the victim
6056  * @gfp_mask: reclaim mode
6057  * @memcgp: charged memcg return
6058  * @compound: charge the page as compound or small page
6059  *
6060  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6061  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6062  *
6063  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6064  * Otherwise, an error code is returned.
6065  *
6066  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6067  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6068  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6069  */
6070 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6071                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6072                           bool compound)
6073 {
6074         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6075         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6076         int ret = 0;
6077
6078         if (mem_cgroup_disabled())
6079                 goto out;
6080
6081         if (PageSwapCache(page)) {
6082                 /*
6083                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6084                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6085                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6086                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6087                  * in turn serializes uncharging.
6088                  */
6089                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6090                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6091                         goto out;
6092
6093                 if (do_swap_account) {
6094                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6095                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6096
6097                         rcu_read_lock();
6098                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6099                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6100                                 memcg = NULL;
6101                         rcu_read_unlock();
6102                 }
6103         }
6104
6105         if (!memcg)
6106                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6107
6108         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6109
6110         css_put(&memcg->css);
6111 out:
6112         *memcgp = memcg;
6113         return ret;
6114 }
6115
6116 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6117                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6118                           bool compound)
6119 {
6120         struct mem_cgroup *memcg;
6121         int ret;
6122
6123         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6124         memcg = *memcgp;
6125         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6126         return ret;
6127 }
6128
6129 /**
6130  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6131  * @page: page to charge
6132  * @memcg: memcg to charge the page to
6133  * @lrucare: page might be on LRU already
6134  * @compound: charge the page as compound or small page
6135  *
6136  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6137  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6138  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6139  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6140  *
6141  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6142  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6143  *
6144  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6145  */
6146 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6147                               bool lrucare, bool compound)
6148 {
6149         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6150
6151         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6152         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6153
6154         if (mem_cgroup_disabled())
6155                 return;
6156         /*
6157          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6158          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6159          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6160          */
6161         if (!memcg)
6162                 return;
6163
6164         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6165
6166         local_irq_disable();
6167         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6168         memcg_check_events(memcg, page);
6169         local_irq_enable();
6170
6171         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6172                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6173                 /*
6174                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6175                  * let's not wait for it.  The page already received a
6176                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6177                  */
6178                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6179         }
6180 }
6181
6182 /**
6183  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6184  * @page: page to charge
6185  * @memcg: memcg to charge the page to
6186  * @compound: charge the page as compound or small page
6187  *
6188  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6189  */
6190 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6191                 bool compound)
6192 {
6193         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6194
6195         if (mem_cgroup_disabled())
6196                 return;
6197         /*
6198          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6199          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6200          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6201          */
6202         if (!memcg)
6203                 return;
6204
6205         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6206 }
6207
6208 struct uncharge_gather {
6209         struct mem_cgroup *memcg;
6210         unsigned long pgpgout;
6211         unsigned long nr_anon;
6212         unsigned long nr_file;
6213         unsigned long nr_kmem;
6214         unsigned long nr_huge;
6215         unsigned long nr_shmem;
6216         struct page *dummy_page;
6217 };
6218
6219 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6220 {
6221         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6222 }
6223
6224 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6225 {
6226         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6227         unsigned long flags;
6228
6229         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6230                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6231                 if (do_memsw_account())
6232                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6233                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6234                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6235                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6236         }
6237
6238         local_irq_save(flags);
6239         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6240         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6241         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6242         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6243         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6244         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6245         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6246         local_irq_restore(flags);
6247
6248         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6249                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6250 }
6251
6252 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6253 {
6254         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6255         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6256                         !PageHWPoison(page) , page);
6257
6258         if (!page->mem_cgroup)
6259                 return;
6260
6261         /*
6262          * Nobody should be changing or seriously looking at
6263          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6264          * exclusive access to the page.
6265          */
6266
6267         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6268                 if (ug->memcg) {
6269                         uncharge_batch(ug);
6270                         uncharge_gather_clear(ug);
6271                 }
6272                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6273         }
6274
6275         if (!PageKmemcg(page)) {
6276                 unsigned int nr_pages = 1;
6277
6278                 if (PageTransHuge(page)) {
6279                         nr_pages <<= compound_order(page);
6280                         ug->nr_huge += nr_pages;
6281                 }
6282                 if (PageAnon(page))
6283                         ug->nr_anon += nr_pages;
6284                 else {
6285                         ug->nr_file += nr_pages;
6286                         if (PageSwapBacked(page))
6287                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6288                 }
6289                 ug->pgpgout++;
6290         } else {
6291                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6292                 __ClearPageKmemcg(page);
6293         }
6294
6295         ug->dummy_page = page;
6296         page->mem_cgroup = NULL;
6297 }
6298
6299 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6300 {
6301         struct uncharge_gather ug;
6302         struct list_head *next;
6303
6304         uncharge_gather_clear(&ug);
6305
6306         /*
6307          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6308          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6309          */
6310         next = page_list->next;
6311         do {
6312                 struct page *page;
6313
6314                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6315                 next = page->lru.next;
6316
6317                 uncharge_page(page, &ug);
6318         } while (next != page_list);
6319
6320         if (ug.memcg)
6321                 uncharge_batch(&ug);
6322 }
6323
6324 /**
6325  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6326  * @page: page to uncharge
6327  *
6328  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6329  * mem_cgroup_commit_charge().
6330  */
6331 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6332 {
6333         struct uncharge_gather ug;
6334
6335         if (mem_cgroup_disabled())
6336                 return;
6337
6338         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6339         if (!page->mem_cgroup)
6340                 return;
6341
6342         uncharge_gather_clear(&ug);
6343         uncharge_page(page, &ug);
6344         uncharge_batch(&ug);
6345 }
6346
6347 /**
6348  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6349  * @page_list: list of pages to uncharge
6350  *
6351  * Uncharge a list of pages previously charged with
6352  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6353  */
6354 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6355 {
6356         if (mem_cgroup_disabled())
6357                 return;
6358
6359         if (!list_empty(page_list))
6360                 uncharge_list(page_list);
6361 }
6362
6363 /**
6364  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6365  * @oldpage: currently circulating page
6366  * @newpage: replacement page
6367  *
6368  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6369  * be uncharged upon free.
6370  *
6371  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6372  */
6373 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6374 {
6375         struct mem_cgroup *memcg;
6376         unsigned int nr_pages;
6377         bool compound;
6378         unsigned long flags;
6379
6380         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6381         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6382         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6383         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6384                        newpage);
6385
6386         if (mem_cgroup_disabled())
6387                 return;
6388
6389         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6390         if (newpage->mem_cgroup)
6391                 return;
6392
6393         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6394         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6395         if (!memcg)
6396                 return;
6397
6398         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6399         compound = PageTransHuge(newpage);
6400         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6401
6402         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6403         if (do_memsw_account())
6404                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6405         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6406
6407         commit_charge(newpage, memcg, false);
6408
6409         local_irq_save(flags);
6410         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6411         memcg_check_events(memcg, newpage);
6412         local_irq_restore(flags);
6413 }
6414
6415 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6416 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6417
6418 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6419 {
6420         struct mem_cgroup *memcg;
6421
6422         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6423                 return;
6424
6425         /*
6426          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6427          * filled. It won't however, necessarily happen from
6428          * process context. So the test for root memcg given
6429          * the current task's memcg won't help us in this case.
6430          *
6431          * Respecting the original socket's memcg is a better
6432          * decision in this case.
6433          */
6434         if (sk->sk_memcg) {
6435                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6436                 return;
6437         }
6438
6439         rcu_read_lock();
6440         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6441         if (memcg == root_mem_cgroup)
6442                 goto out;
6443         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6444                 goto out;
6445         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6446                 sk->sk_memcg = memcg;
6447 out:
6448         rcu_read_unlock();
6449 }
6450
6451 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6452 {
6453         if (sk->sk_memcg)
6454                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6455 }
6456
6457 /**
6458  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6459  * @memcg: memcg to charge
6460  * @nr_pages: number of pages to charge
6461  *
6462  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6463  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6464  */
6465 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6466 {
6467         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6468
6469         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6470                 struct page_counter *fail;
6471
6472                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6473                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6474                         return true;
6475                 }
6476                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6477                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6478                 return false;
6479         }
6480
6481         /* Don't block in the packet receive path */
6482         if (in_softirq())
6483                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6484
6485         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6486
6487         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6488                 return true;
6489
6490         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6491         return false;
6492 }
6493
6494 /**
6495  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6496  * @memcg: memcg to uncharge
6497  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6498  */
6499 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6500 {
6501         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6502                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6503                 return;
6504         }
6505
6506         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6507
6508         refill_stock(memcg, nr_pages);
6509 }
6510
6511 static int __init cgroup_memory(char *s)
6512 {
6513         char *token;
6514
6515         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6516                 if (!*token)
6517                         continue;
6518                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6519                         cgroup_memory_nosocket = true;
6520                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6521                         cgroup_memory_nokmem = true;
6522         }
6523         return 0;
6524 }
6525 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6526
6527 /*
6528  * subsys_initcall() for memory controller.
6529  *
6530  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6531  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6532  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6533  * should be initialized from here.
6534  */
6535 static int __init mem_cgroup_init(void)
6536 {
6537         int cpu, node;
6538
6539 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6540         /*
6541          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6542          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6543          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6544          * destroyed simultaneously.
6545          */
6546         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6547         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6548 #endif
6549
6550         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6551                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6552
6553         for_each_possible_cpu(cpu)
6554                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6555                           drain_local_stock);
6556
6557         for_each_node(node) {
6558                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6559
6560                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6561                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6562
6563                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6564                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6565                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6566                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6567         }
6568
6569         return 0;
6570 }
6571 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6572
6573 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6574 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6575 {
6576         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6577                 /*
6578                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6579                  * always be >= 1.
6580                  */
6581                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6582                         VM_BUG_ON(1);
6583                         break;
6584                 }
6585                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6586                 if (!memcg)
6587                         memcg = root_mem_cgroup;
6588         }
6589         return memcg;
6590 }
6591
6592 /**
6593  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6594  * @page: page whose memsw charge to transfer
6595  * @entry: swap entry to move the charge to
6596  *
6597  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6598  */
6599 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6600 {
6601         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6602         unsigned int nr_entries;
6603         unsigned short oldid;
6604
6605         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6606         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6607
6608         if (!do_memsw_account())
6609                 return;
6610
6611         memcg = page->mem_cgroup;
6612
6613         /* Readahead page, never charged */
6614         if (!memcg)
6615                 return;
6616
6617         /*
6618          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6619          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6620          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6621          */
6622         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6623         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6624         /* Get references for the tail pages, too */
6625         if (nr_entries > 1)
6626                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6627         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6628                                    nr_entries);
6629         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6630         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6631
6632         page->mem_cgroup = NULL;
6633
6634         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6635                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6636
6637         if (memcg != swap_memcg) {
6638                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6639                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6640                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6641         }
6642
6643         /*
6644          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6645          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6646          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6647          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6648          */
6649         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6650         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6651                                      -nr_entries);
6652         memcg_check_events(memcg, page);
6653
6654         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6655                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6656 }
6657
6658 /**
6659  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6660  * @page: page being added to swap
6661  * @entry: swap entry to charge
6662  *
6663  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6664  *
6665  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6666  */
6667 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6668 {
6669         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6670         struct page_counter *counter;
6671         struct mem_cgroup *memcg;
6672         unsigned short oldid;
6673
6674         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6675                 return 0;
6676
6677         memcg = page->mem_cgroup;
6678
6679         /* Readahead page, never charged */
6680         if (!memcg)
6681                 return 0;
6682
6683         if (!entry.val) {
6684                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6685                 return 0;
6686         }
6687
6688         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6689
6690         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6691             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6692                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6693                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6694                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6695                 return -ENOMEM;
6696         }
6697
6698         /* Get references for the tail pages, too */
6699         if (nr_pages > 1)
6700                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6701         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6702         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6703         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6704
6705         return 0;
6706 }
6707
6708 /**
6709  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6710  * @entry: swap entry to uncharge
6711  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6712  */
6713 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6714 {
6715         struct mem_cgroup *memcg;
6716         unsigned short id;
6717
6718         if (!do_swap_account)
6719                 return;
6720
6721         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6722         rcu_read_lock();
6723         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6724         if (memcg) {
6725                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6726                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6727                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6728                         else
6729                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6730                 }
6731                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6732                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6733         }
6734         rcu_read_unlock();
6735 }
6736
6737 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6738 {
6739         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6740
6741         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6742                 return nr_swap_pages;
6743         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6744                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6745                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6746                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6747         return nr_swap_pages;
6748 }
6749
6750 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6751 {
6752         struct mem_cgroup *memcg;
6753
6754         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6755
6756         if (vm_swap_full())
6757                 return true;
6758         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6759                 return false;
6760
6761         memcg = page->mem_cgroup;
6762         if (!memcg)
6763                 return false;
6764
6765         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6766                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6767                         return true;
6768
6769         return false;
6770 }
6771
6772 /* for remember boot option*/
6773 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6774 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6775 #else
6776 static int really_do_swap_account __initdata;
6777 #endif
6778
6779 static int __init enable_swap_account(char *s)
6780 {
6781         if (!strcmp(s, "1"))
6782                 really_do_swap_account = 1;
6783         else if (!strcmp(s, "0"))
6784                 really_do_swap_account = 0;
6785         return 1;
6786 }
6787 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6788
6789 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6790                              struct cftype *cft)
6791 {
6792         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6793
6794         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6795 }
6796
6797 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6798 {
6799         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6800                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6801 }
6802
6803 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6804                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6805 {
6806         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6807         unsigned long max;
6808         int err;
6809
6810         buf = strstrip(buf);
6811         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6812         if (err)
6813                 return err;
6814
6815         xchg(&memcg->swap.max, max);
6816
6817         return nbytes;
6818 }
6819
6820 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6821 {
6822         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6823
6824         seq_printf(m, "max %lu\n",
6825                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6826         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6827                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6828
6829         return 0;
6830 }
6831
6832 static struct cftype swap_files[] = {
6833         {
6834                 .name = "swap.current",
6835                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6836                 .read_u64 = swap_current_read,
6837         },
6838         {
6839                 .name = "swap.max",
6840                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6841                 .seq_show = swap_max_show,
6842                 .write = swap_max_write,
6843         },
6844         {
6845                 .name = "swap.events",
6846                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6847                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6848                 .seq_show = swap_events_show,
6849         },
6850         { }     /* terminate */
6851 };
6852
6853 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6854         {
6855                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6856                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6857                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6858         },
6859         {
6860                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6861                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6862                 .write = mem_cgroup_reset,
6863                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6864         },
6865         {
6866                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6868                 .write = mem_cgroup_write,
6869                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6870         },
6871         {
6872                 .name = "memsw.failcnt",
6873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6874                 .write = mem_cgroup_reset,
6875                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6876         },
6877         { },    /* terminate */
6878 };
6879
6880 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6881 {
6882         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6883                 do_swap_account = 1;
6884                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6885                                                swap_files));
6886                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6887                                                   memsw_cgroup_files));
6888         }
6889         return 0;
6890 }
6891 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6892
6893 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */