GNU Linux-libre 5.4.257-gnu1
[releases.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
77
78 /* Socket memory accounting disabled? */
79 static bool cgroup_memory_nosocket;
80
81 /* Kernel memory accounting disabled? */
82 static bool cgroup_memory_nokmem;
83
84 /* Whether the swap controller is active */
85 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
86 int do_swap_account __read_mostly;
87 #else
88 #define do_swap_account         0
89 #endif
90
91 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
92 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
102         "inactive_anon",
103         "active_anon",
104         "inactive_file",
105         "active_file",
106         "unevictable",
107 };
108
109 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
110 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
111 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
112
113 /*
114  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
115  * their hierarchy representation
116  */
117
118 struct mem_cgroup_tree_per_node {
119         struct rb_root rb_root;
120         struct rb_node *rb_rightmost;
121         spinlock_t lock;
122 };
123
124 struct mem_cgroup_tree {
125         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
126 };
127
128 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
129
130 /* for OOM */
131 struct mem_cgroup_eventfd_list {
132         struct list_head list;
133         struct eventfd_ctx *eventfd;
134 };
135
136 /*
137  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
138  */
139 struct mem_cgroup_event {
140         /*
141          * memcg which the event belongs to.
142          */
143         struct mem_cgroup *memcg;
144         /*
145          * eventfd to signal userspace about the event.
146          */
147         struct eventfd_ctx *eventfd;
148         /*
149          * Each of these stored in a list by the cgroup.
150          */
151         struct list_head list;
152         /*
153          * register_event() callback will be used to add new userspace
154          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
155          * on eventfd to send notification to userspace.
156          */
157         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
158                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
159         /*
160          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
161          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
162          * if you want provide notification functionality.
163          */
164         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
165                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
166         /*
167          * All fields below needed to unregister event when
168          * userspace closes eventfd.
169          */
170         poll_table pt;
171         wait_queue_head_t *wqh;
172         wait_queue_entry_t wait;
173         struct work_struct remove;
174 };
175
176 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
177 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
178
179 /* Stuffs for move charges at task migration. */
180 /*
181  * Types of charges to be moved.
182  */
183 #define MOVE_ANON       0x1U
184 #define MOVE_FILE       0x2U
185 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
186
187 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
188 static struct move_charge_struct {
189         spinlock_t        lock; /* for from, to */
190         struct mm_struct  *mm;
191         struct mem_cgroup *from;
192         struct mem_cgroup *to;
193         unsigned long flags;
194         unsigned long precharge;
195         unsigned long moved_charge;
196         unsigned long moved_swap;
197         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
198         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
199 } mc = {
200         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
201         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
202 };
203
204 /*
205  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
206  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
207  */
208 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
209 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
210
211 enum charge_type {
212         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
213         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
214         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
216         NR_CHARGE_TYPE,
217 };
218
219 /* for encoding cft->private value on file */
220 enum res_type {
221         _MEM,
222         _MEMSWAP,
223         _OOM_TYPE,
224         _KMEM,
225         _TCP,
226 };
227
228 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
229 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
230 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
231 /* Used for OOM nofiier */
232 #define OOM_CONTROL             (0)
233
234 /*
235  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
236  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
237  * be used for reference counting.
238  */
239 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
243
244 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
245         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
246              iter != NULL;                              \
247              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
248
249 static inline bool should_force_charge(void)
250 {
251         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
252                 (current->flags & PF_EXITING);
253 }
254
255 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
256 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
257 {
258         if (!memcg)
259                 memcg = root_mem_cgroup;
260         return &memcg->vmpressure;
261 }
262
263 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
264 {
265         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
266 }
267
268 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
269 /*
270  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
271  * The main reason for not using cgroup id for this:
272  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
273  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
274  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
275  *  200 entry array for that.
276  *
277  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
278  * will double each time we have to increase it.
279  */
280 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
281 int memcg_nr_cache_ids;
282
283 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
284 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
285
286 void memcg_get_cache_ids(void)
287 {
288         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 void memcg_put_cache_ids(void)
292 {
293         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
294 }
295
296 /*
297  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
298  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
299  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
300  * tunable, but that is strictly not necessary.
301  *
302  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
303  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
304  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
305  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
306  * increase ours as well if it increases.
307  */
308 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
309 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
310
311 /*
312  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
313  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
314  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
315  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
316  */
317 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
318 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
319
320 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
321 #endif
322
323 static int memcg_shrinker_map_size;
324 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
325
326 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
327 {
328         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
329 }
330
331 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
332                                          int size, int old_size)
333 {
334         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
335         int nid;
336
337         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
338
339         for_each_node(nid) {
340                 old = rcu_dereference_protected(
341                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
342                 /* Not yet online memcg */
343                 if (!old)
344                         return 0;
345
346                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
347                 if (!new)
348                         return -ENOMEM;
349
350                 /* Set all old bits, clear all new bits */
351                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
352                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
353
354                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
355                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
356         }
357
358         return 0;
359 }
360
361 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
362 {
363         struct mem_cgroup_per_node *pn;
364         struct memcg_shrinker_map *map;
365         int nid;
366
367         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
368                 return;
369
370         for_each_node(nid) {
371                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
372                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
373                 if (map)
374                         kvfree(map);
375                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
376         }
377 }
378
379 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
380 {
381         struct memcg_shrinker_map *map;
382         int nid, size, ret = 0;
383
384         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
385                 return 0;
386
387         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
388         size = memcg_shrinker_map_size;
389         for_each_node(nid) {
390                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
391                 if (!map) {
392                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
393                         ret = -ENOMEM;
394                         break;
395                 }
396                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
397         }
398         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
399
400         return ret;
401 }
402
403 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
404 {
405         int size, old_size, ret = 0;
406         struct mem_cgroup *memcg;
407
408         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
409         old_size = memcg_shrinker_map_size;
410         if (size <= old_size)
411                 return 0;
412
413         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
414         if (!root_mem_cgroup)
415                 goto unlock;
416
417         for_each_mem_cgroup(memcg) {
418                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
419                         continue;
420                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
421                 if (ret) {
422                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
423                         goto unlock;
424                 }
425         }
426 unlock:
427         if (!ret)
428                 memcg_shrinker_map_size = size;
429         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
430         return ret;
431 }
432
433 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
434 {
435         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
436                 struct memcg_shrinker_map *map;
437
438                 rcu_read_lock();
439                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
440                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
441                 smp_mb__before_atomic();
442                 set_bit(shrinker_id, map->map);
443                 rcu_read_unlock();
444         }
445 }
446
447 /**
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 (PageSlab(page) && !PageTail(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         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
699         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
700                 struct mem_cgroup *mi;
701
702                 /*
703                  * Batch local counters to keep them in sync with
704                  * the hierarchical ones.
705                  */
706                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
707                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
708                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
709                 x = 0;
710         }
711         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
712 }
713
714 static struct mem_cgroup_per_node *
715 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
716 {
717         struct mem_cgroup *parent;
718
719         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
720         if (!parent)
721                 return NULL;
722         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
723 }
724
725 /**
726  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
727  * @lruvec: the lruvec
728  * @idx: the stat item
729  * @val: delta to add to the counter, can be negative
730  *
731  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
732  * function updates the all three counters that are affected by a
733  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
734  */
735 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
736                         int val)
737 {
738         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
739         struct mem_cgroup_per_node *pn;
740         struct mem_cgroup *memcg;
741         long x;
742
743         /* Update node */
744         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
745
746         if (mem_cgroup_disabled())
747                 return;
748
749         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
750         memcg = pn->memcg;
751
752         /* Update memcg */
753         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
754
755         /* Update lruvec */
756         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
757
758         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
759         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
760                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
761
762                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
763                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
764                 x = 0;
765         }
766         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
767 }
768
769 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
770 {
771         struct page *page = virt_to_head_page(p);
772         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
773         struct mem_cgroup *memcg;
774         struct lruvec *lruvec;
775
776         rcu_read_lock();
777         memcg = memcg_from_slab_page(page);
778
779         /*
780          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
781          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
782          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
783          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
784          */
785         if (!memcg) {
786                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
787         } else {
788                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, memcg);
789                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
790         }
791         rcu_read_unlock();
792 }
793
794 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
795 {
796         struct mem_cgroup *memcg;
797
798         rcu_read_lock();
799         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
800         if (memcg)
801                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
802         rcu_read_unlock();
803 }
804
805 /**
806  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
807  * @memcg: the memory cgroup
808  * @idx: the event item
809  * @count: the number of events that occured
810  */
811 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
812                           unsigned long count)
813 {
814         unsigned long x;
815
816         if (mem_cgroup_disabled())
817                 return;
818
819         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
820         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
821                 struct mem_cgroup *mi;
822
823                 /*
824                  * Batch local counters to keep them in sync with
825                  * the hierarchical ones.
826                  */
827                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
828                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
829                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
830                 x = 0;
831         }
832         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
833 }
834
835 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
836 {
837         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
838 }
839
840 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
841 {
842         long x = 0;
843         int cpu;
844
845         for_each_possible_cpu(cpu)
846                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
847         return x;
848 }
849
850 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
851                                          struct page *page,
852                                          bool compound, int nr_pages)
853 {
854         /*
855          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
856          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
857          */
858         if (PageAnon(page))
859                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
860         else {
861                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
862                 if (PageSwapBacked(page))
863                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
864         }
865
866         if (compound) {
867                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
868                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
869         }
870
871         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
872         if (nr_pages > 0)
873                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
874         else {
875                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
876                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
877         }
878
879         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
880 }
881
882 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
883                                        enum mem_cgroup_events_target target)
884 {
885         unsigned long val, next;
886
887         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
888         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
889         /* from time_after() in jiffies.h */
890         if ((long)(next - val) < 0) {
891                 switch (target) {
892                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
893                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
894                         break;
895                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
896                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
897                         break;
898                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
899                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
900                         break;
901                 default:
902                         break;
903                 }
904                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
905                 return true;
906         }
907         return false;
908 }
909
910 /*
911  * Check events in order.
912  *
913  */
914 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
915 {
916         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
917         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
918                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
919                 bool do_softlimit;
920                 bool do_numainfo __maybe_unused;
921
922                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
923                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
924 #if MAX_NUMNODES > 1
925                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
926                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
927 #endif
928                 mem_cgroup_threshold(memcg);
929                 if (unlikely(do_softlimit))
930                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
931 #if MAX_NUMNODES > 1
932                 if (unlikely(do_numainfo))
933                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
934 #endif
935         }
936 }
937
938 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
939 {
940         /*
941          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
942          * if it races with swapoff, page migration, etc.
943          * So this can be called with p == NULL.
944          */
945         if (unlikely(!p))
946                 return NULL;
947
948         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
949 }
950 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
951
952 /**
953  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
954  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
955  *
956  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
957  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
958  * returned.
959  */
960 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
961 {
962         struct mem_cgroup *memcg;
963
964         if (mem_cgroup_disabled())
965                 return NULL;
966
967         rcu_read_lock();
968         do {
969                 /*
970                  * Page cache insertions can happen withou an
971                  * actual mm context, e.g. during disk probing
972                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
973                  */
974                 if (unlikely(!mm))
975                         memcg = root_mem_cgroup;
976                 else {
977                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
978                         if (unlikely(!memcg))
979                                 memcg = root_mem_cgroup;
980                 }
981         } while (!css_tryget(&memcg->css));
982         rcu_read_unlock();
983         return memcg;
984 }
985 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
986
987 /**
988  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
989  * @page: page from which memcg should be extracted.
990  *
991  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
992  * root_mem_cgroup is returned.
993  */
994 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
995 {
996         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
997
998         if (mem_cgroup_disabled())
999                 return NULL;
1000
1001         rcu_read_lock();
1002         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
1003                 memcg = root_mem_cgroup;
1004         rcu_read_unlock();
1005         return memcg;
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1008
1009 /**
1010  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
1011  */
1012 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1013 {
1014         if (unlikely(current->active_memcg)) {
1015                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
1016
1017                 rcu_read_lock();
1018                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
1019                         memcg = current->active_memcg;
1020                 rcu_read_unlock();
1021                 return memcg;
1022         }
1023         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1024 }
1025
1026 /**
1027  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1028  * @root: hierarchy root
1029  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1030  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1031  *
1032  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1033  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1034  *
1035  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1036  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1037  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1038  *
1039  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
1040  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1041  * reclaimers operating on the same node and priority.
1042  */
1043 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1044                                    struct mem_cgroup *prev,
1045                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1046 {
1047         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1048         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1049         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1050         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1051
1052         if (mem_cgroup_disabled())
1053                 return NULL;
1054
1055         if (!root)
1056                 root = root_mem_cgroup;
1057
1058         if (prev && !reclaim)
1059                 pos = prev;
1060
1061         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1062                 if (prev)
1063                         goto out;
1064                 return root;
1065         }
1066
1067         rcu_read_lock();
1068
1069         if (reclaim) {
1070                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1071
1072                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1073                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1074
1075                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1076                         goto out_unlock;
1077
1078                 while (1) {
1079                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1080                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1081                                 break;
1082                         /*
1083                          * css reference reached zero, so iter->position will
1084                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1085                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1086                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1087                          * might block it. So we clear iter->position right
1088                          * away.
1089                          */
1090                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1091                 }
1092         }
1093
1094         if (pos)
1095                 css = &pos->css;
1096
1097         for (;;) {
1098                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1099                 if (!css) {
1100                         /*
1101                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1102                          * new one might jump in right at the end of
1103                          * the hierarchy - make sure they see at least
1104                          * one group and restart from the beginning.
1105                          */
1106                         if (!prev)
1107                                 continue;
1108                         break;
1109                 }
1110
1111                 /*
1112                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1113                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1114                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1115                  */
1116                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1117
1118                 if (css == &root->css)
1119                         break;
1120
1121                 if (css_tryget(css))
1122                         break;
1123
1124                 memcg = NULL;
1125         }
1126
1127         if (reclaim) {
1128                 /*
1129                  * The position could have already been updated by a competing
1130                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1131                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1132                  */
1133                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1134
1135                 if (pos)
1136                         css_put(&pos->css);
1137
1138                 if (!memcg)
1139                         iter->generation++;
1140                 else if (!prev)
1141                         reclaim->generation = iter->generation;
1142         }
1143
1144 out_unlock:
1145         rcu_read_unlock();
1146 out:
1147         if (prev && prev != root)
1148                 css_put(&prev->css);
1149
1150         return memcg;
1151 }
1152
1153 /**
1154  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1155  * @root: hierarchy root
1156  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1157  */
1158 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1159                            struct mem_cgroup *prev)
1160 {
1161         if (!root)
1162                 root = root_mem_cgroup;
1163         if (prev && prev != root)
1164                 css_put(&prev->css);
1165 }
1166
1167 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1168                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1169 {
1170         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1171         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1172         int nid;
1173         int i;
1174
1175         for_each_node(nid) {
1176                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1177                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1178                         iter = &mz->iter[i];
1179                         cmpxchg(&iter->position,
1180                                 dead_memcg, NULL);
1181                 }
1182         }
1183 }
1184
1185 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1186 {
1187         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1188         struct mem_cgroup *last;
1189
1190         do {
1191                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1192                 last = memcg;
1193         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1194
1195         /*
1196          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1197          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1198          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1199          * dead_memcg from cgroup root separately.
1200          */
1201         if (last != root_mem_cgroup)
1202                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1203                                                 dead_memcg);
1204 }
1205
1206 /**
1207  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1208  * @memcg: hierarchy root
1209  * @fn: function to call for each task
1210  * @arg: argument passed to @fn
1211  *
1212  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1213  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1214  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1215  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1216  *
1217  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1218  */
1219 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1220                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1221 {
1222         struct mem_cgroup *iter;
1223         int ret = 0;
1224
1225         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1226
1227         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1228                 struct css_task_iter it;
1229                 struct task_struct *task;
1230
1231                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1232                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1233                         ret = fn(task, arg);
1234                 css_task_iter_end(&it);
1235                 if (ret) {
1236                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1237                         break;
1238                 }
1239         }
1240         return ret;
1241 }
1242
1243 /**
1244  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1245  * @page: the page
1246  * @pgdat: pgdat of the page
1247  *
1248  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1249  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1250  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1251  */
1252 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1253 {
1254         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1255         struct mem_cgroup *memcg;
1256         struct lruvec *lruvec;
1257
1258         if (mem_cgroup_disabled()) {
1259                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1260                 goto out;
1261         }
1262
1263         memcg = page->mem_cgroup;
1264         /*
1265          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1266          * possibly migrated - before they are charged.
1267          */
1268         if (!memcg)
1269                 memcg = root_mem_cgroup;
1270
1271         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1272         lruvec = &mz->lruvec;
1273 out:
1274         /*
1275          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1276          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1277          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1278          */
1279         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1280                 lruvec->pgdat = pgdat;
1281         return lruvec;
1282 }
1283
1284 /**
1285  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1286  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1287  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1288  * @zid: zone id of the accounted pages
1289  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1290  *
1291  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1292  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1293  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1294  */
1295 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1296                                 int zid, int nr_pages)
1297 {
1298         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1299         unsigned long *lru_size;
1300         long size;
1301
1302         if (mem_cgroup_disabled())
1303                 return;
1304
1305         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1306         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1307
1308         if (nr_pages < 0)
1309                 *lru_size += nr_pages;
1310
1311         size = *lru_size;
1312         if (WARN_ONCE(size < 0,
1313                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1314                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1315                 VM_BUG_ON(1);
1316                 *lru_size = 0;
1317         }
1318
1319         if (nr_pages > 0)
1320                 *lru_size += nr_pages;
1321 }
1322
1323 /**
1324  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1325  * @memcg: the memory cgroup
1326  *
1327  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1328  * pages.
1329  */
1330 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1331 {
1332         unsigned long margin = 0;
1333         unsigned long count;
1334         unsigned long limit;
1335
1336         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1337         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1338         if (count < limit)
1339                 margin = limit - count;
1340
1341         if (do_memsw_account()) {
1342                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1343                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1344                 if (count <= limit)
1345                         margin = min(margin, limit - count);
1346                 else
1347                         margin = 0;
1348         }
1349
1350         return margin;
1351 }
1352
1353 /*
1354  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1355  *
1356  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1357  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1358  * caused by "move".
1359  */
1360 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1361 {
1362         struct mem_cgroup *from;
1363         struct mem_cgroup *to;
1364         bool ret = false;
1365         /*
1366          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1367          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1368          */
1369         spin_lock(&mc.lock);
1370         from = mc.from;
1371         to = mc.to;
1372         if (!from)
1373                 goto unlock;
1374
1375         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1376                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1377 unlock:
1378         spin_unlock(&mc.lock);
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1383 {
1384         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1385                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1386                         DEFINE_WAIT(wait);
1387                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1388                         /* moving charge context might have finished. */
1389                         if (mc.moving_task)
1390                                 schedule();
1391                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1392                         return true;
1393                 }
1394         }
1395         return false;
1396 }
1397
1398 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1399 {
1400         struct seq_buf s;
1401         int i;
1402
1403         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1404         if (!s.buffer)
1405                 return NULL;
1406
1407         /*
1408          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1409          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1410          *
1411          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1412          * 1) generic big picture -> specifics and details
1413          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1414          *
1415          * Current memory state:
1416          */
1417
1418         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1419                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1420                        PAGE_SIZE);
1421         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1422                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1423                        PAGE_SIZE);
1424         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1425                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1426                        1024);
1427         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1428                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1429                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1430                        PAGE_SIZE);
1431         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1432                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1433                        PAGE_SIZE);
1434
1435         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1436                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1437                        PAGE_SIZE);
1438         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1439                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1440                        PAGE_SIZE);
1441         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1442                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1443                        PAGE_SIZE);
1444         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1445                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1446                        PAGE_SIZE);
1447
1448         /*
1449          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1450          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1451          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1452          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1453          */
1454         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1455                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1456                        PAGE_SIZE);
1457
1458         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1459                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1460                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1461                                PAGE_SIZE);
1462
1463         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1464                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1465                        PAGE_SIZE);
1466         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1467                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1468                        PAGE_SIZE);
1469
1470         /* Accumulated memory events */
1471
1472         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1473         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1474
1475         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1476                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1477         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1478                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1479         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1480                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1481
1482         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1483         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1484                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1485                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1486         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1487                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1488                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1489         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1490         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1491         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1492         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1493
1494 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1495         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1496                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1497         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1498                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1499 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1500
1501         /* The above should easily fit into one page */
1502         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1503
1504         return s.buffer;
1505 }
1506
1507 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1508 /**
1509  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1510  * memory controller.
1511  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1512  * @p: Task that is going to be killed
1513  *
1514  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1515  * enabled
1516  */
1517 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1518 {
1519         rcu_read_lock();
1520
1521         if (memcg) {
1522                 pr_cont(",oom_memcg=");
1523                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1524         } else
1525                 pr_cont(",global_oom");
1526         if (p) {
1527                 pr_cont(",task_memcg=");
1528                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1529         }
1530         rcu_read_unlock();
1531 }
1532
1533 /**
1534  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1535  * memory controller.
1536  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1537  */
1538 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1539 {
1540         char *buf;
1541
1542         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1543                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1544                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1545         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1546                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1547                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1548                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1549         else {
1550                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1551                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1552                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1553                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1554                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1555                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1556         }
1557
1558         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1559         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1560         pr_cont(":");
1561         buf = memory_stat_format(memcg);
1562         if (!buf)
1563                 return;
1564         pr_info("%s", buf);
1565         kfree(buf);
1566 }
1567
1568 /*
1569  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1570  */
1571 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1572 {
1573         unsigned long max;
1574
1575         max = memcg->memory.max;
1576         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1577                 unsigned long memsw_max;
1578                 unsigned long swap_max;
1579
1580                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1581                 swap_max = memcg->swap.max;
1582                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1583                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1584         }
1585         return max;
1586 }
1587
1588 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1589 {
1590         return page_counter_read(&memcg->memory);
1591 }
1592
1593 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1594                                      int order)
1595 {
1596         struct oom_control oc = {
1597                 .zonelist = NULL,
1598                 .nodemask = NULL,
1599                 .memcg = memcg,
1600                 .gfp_mask = gfp_mask,
1601                 .order = order,
1602         };
1603         bool ret;
1604
1605         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1606                 return true;
1607         /*
1608          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1609          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1610          */
1611         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1612         mutex_unlock(&oom_lock);
1613         return ret;
1614 }
1615
1616 #if MAX_NUMNODES > 1
1617
1618 /**
1619  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1620  * @memcg: the target memcg
1621  * @nid: the node ID to be checked.
1622  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1623  *
1624  * This function returns whether the specified memcg contains any
1625  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1626  * pages in the node.
1627  */
1628 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1629                 int nid, bool noswap)
1630 {
1631         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1632
1633         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1634             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1635                 return true;
1636         if (noswap || !total_swap_pages)
1637                 return false;
1638         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1639             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1640                 return true;
1641         return false;
1642
1643 }
1644
1645 /*
1646  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1647  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1648  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1649  *
1650  */
1651 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1652 {
1653         int nid;
1654         /*
1655          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1656          * pagein/pageout changes since the last update.
1657          */
1658         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1659                 return;
1660         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1661                 return;
1662
1663         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1664         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1665
1666         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1667
1668                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1669                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1670         }
1671
1672         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1673         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1678  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1679  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1680  *
1681  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1682  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1683  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1684  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1685  *
1686  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1687  */
1688 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1689 {
1690         int node;
1691
1692         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1693         node = memcg->last_scanned_node;
1694
1695         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1696         /*
1697          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1698          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1699          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1700          */
1701         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1702                 node = numa_node_id();
1703
1704         memcg->last_scanned_node = node;
1705         return node;
1706 }
1707 #else
1708 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1709 {
1710         return 0;
1711 }
1712 #endif
1713
1714 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1715                                    pg_data_t *pgdat,
1716                                    gfp_t gfp_mask,
1717                                    unsigned long *total_scanned)
1718 {
1719         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1720         int total = 0;
1721         int loop = 0;
1722         unsigned long excess;
1723         unsigned long nr_scanned;
1724         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1725                 .pgdat = pgdat,
1726                 .priority = 0,
1727         };
1728
1729         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1730
1731         while (1) {
1732                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1733                 if (!victim) {
1734                         loop++;
1735                         if (loop >= 2) {
1736                                 /*
1737                                  * If we have not been able to reclaim
1738                                  * anything, it might because there are
1739                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1740                                  */
1741                                 if (!total)
1742                                         break;
1743                                 /*
1744                                  * We want to do more targeted reclaim.
1745                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1746                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1747                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1748                                  */
1749                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1750                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1751                                         break;
1752                         }
1753                         continue;
1754                 }
1755                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1756                                         pgdat, &nr_scanned);
1757                 *total_scanned += nr_scanned;
1758                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1759                         break;
1760         }
1761         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1762         return total;
1763 }
1764
1765 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1766 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1767         .name = "memcg_oom_lock",
1768 };
1769 #endif
1770
1771 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1772
1773 /*
1774  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1775  * If someone is running, return false.
1776  */
1777 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1780
1781         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1782
1783         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1784                 if (iter->oom_lock) {
1785                         /*
1786                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1787                          * so we cannot give a lock.
1788                          */
1789                         failed = iter;
1790                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1791                         break;
1792                 } else
1793                         iter->oom_lock = true;
1794         }
1795
1796         if (failed) {
1797                 /*
1798                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1799                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1800                  */
1801                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1802                         if (iter == failed) {
1803                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1804                                 break;
1805                         }
1806                         iter->oom_lock = false;
1807                 }
1808         } else
1809                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1810
1811         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1812
1813         return !failed;
1814 }
1815
1816 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1817 {
1818         struct mem_cgroup *iter;
1819
1820         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1821         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1823                 iter->oom_lock = false;
1824         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1825 }
1826
1827 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1828 {
1829         struct mem_cgroup *iter;
1830
1831         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1832         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1833                 iter->under_oom++;
1834         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1835 }
1836
1837 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1838 {
1839         struct mem_cgroup *iter;
1840
1841         /*
1842          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1843          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1844          */
1845         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1846         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1847                 if (iter->under_oom > 0)
1848                         iter->under_oom--;
1849         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1850 }
1851
1852 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1853
1854 struct oom_wait_info {
1855         struct mem_cgroup *memcg;
1856         wait_queue_entry_t      wait;
1857 };
1858
1859 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1860         unsigned mode, int sync, void *arg)
1861 {
1862         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1863         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1864         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1865
1866         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1867         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1868
1869         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1870             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1871                 return 0;
1872         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1873 }
1874
1875 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1876 {
1877         /*
1878          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1879          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1880          * this function is called as a result of userland actions
1881          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1882          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1883          * triggering notification.
1884          */
1885         if (memcg && memcg->under_oom)
1886                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1887 }
1888
1889 enum oom_status {
1890         OOM_SUCCESS,
1891         OOM_FAILED,
1892         OOM_ASYNC,
1893         OOM_SKIPPED
1894 };
1895
1896 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1897 {
1898         enum oom_status ret;
1899         bool locked;
1900
1901         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1902                 return OOM_SKIPPED;
1903
1904         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1905
1906         /*
1907          * We are in the middle of the charge context here, so we
1908          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1909          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1910          *
1911          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1912          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1913          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1914          * released.
1915          *
1916          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1917          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1918          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1919          * invoke the oom killer here.
1920          *
1921          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1922          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1923          */
1924         if (memcg->oom_kill_disable) {
1925                 if (!current->in_user_fault)
1926                         return OOM_SKIPPED;
1927                 css_get(&memcg->css);
1928                 current->memcg_in_oom = memcg;
1929                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1930                 current->memcg_oom_order = order;
1931
1932                 return OOM_ASYNC;
1933         }
1934
1935         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1936
1937         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1938
1939         if (locked)
1940                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1941
1942         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1943         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1944                 ret = OOM_SUCCESS;
1945         else
1946                 ret = OOM_FAILED;
1947
1948         if (locked)
1949                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1950
1951         return ret;
1952 }
1953
1954 /**
1955  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1956  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1957  *
1958  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1959  * handler was enabled.
1960  *
1961  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1962  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1963  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1964  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1965  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1966  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1967  *
1968  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1969  * completed, %false otherwise.
1970  */
1971 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1974         struct oom_wait_info owait;
1975         bool locked;
1976
1977         /* OOM is global, do not handle */
1978         if (!memcg)
1979                 return false;
1980
1981         if (!handle)
1982                 goto cleanup;
1983
1984         owait.memcg = memcg;
1985         owait.wait.flags = 0;
1986         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1987         owait.wait.private = current;
1988         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1989
1990         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1991         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1992
1993         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1994
1995         if (locked)
1996                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1997
1998         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1999                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2000                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2001                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2002                                          current->memcg_oom_order);
2003         } else {
2004                 schedule();
2005                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2006                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2007         }
2008
2009         if (locked) {
2010                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2011                 /*
2012                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2013                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2014                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2015                  */
2016                 memcg_oom_recover(memcg);
2017         }
2018 cleanup:
2019         current->memcg_in_oom = NULL;
2020         css_put(&memcg->css);
2021         return true;
2022 }
2023
2024 /**
2025  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2026  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2027  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2028  *
2029  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2030  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2031  *
2032  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2033  */
2034 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2035                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2036 {
2037         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2038         struct mem_cgroup *memcg;
2039
2040         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2041                 return NULL;
2042
2043         if (!oom_domain)
2044                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2045
2046         rcu_read_lock();
2047
2048         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2049         if (memcg == root_mem_cgroup)
2050                 goto out;
2051
2052         /*
2053          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2054          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2055          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2056          */
2057         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2058                 if (memcg->oom_group)
2059                         oom_group = memcg;
2060
2061                 if (memcg == oom_domain)
2062                         break;
2063         }
2064
2065         if (oom_group)
2066                 css_get(&oom_group->css);
2067 out:
2068         rcu_read_unlock();
2069
2070         return oom_group;
2071 }
2072
2073 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2074 {
2075         pr_info("Tasks in ");
2076         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2077         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2078 }
2079
2080 /**
2081  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2082  * @page: the page
2083  *
2084  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2085  * another cgroup.
2086  *
2087  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2088  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2089  * when @page might get freed inside the locked section.
2090  */
2091 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2092 {
2093         struct mem_cgroup *memcg;
2094         unsigned long flags;
2095
2096         /*
2097          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2098          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2099          * because page moving starts with an RCU grace period.
2100          *
2101          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2102          * the page state that is going to change is the only thing
2103          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2104          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2105          * keep off truncation, migration and so forth.
2106          */
2107         rcu_read_lock();
2108
2109         if (mem_cgroup_disabled())
2110                 return NULL;
2111 again:
2112         memcg = page->mem_cgroup;
2113         if (unlikely(!memcg))
2114                 return NULL;
2115
2116         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2117                 return memcg;
2118
2119         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2120         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2121                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2122                 goto again;
2123         }
2124
2125         /*
2126          * When charge migration first begins, we can have locked and
2127          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2128          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2129          */
2130         memcg->move_lock_task = current;
2131         memcg->move_lock_flags = flags;
2132
2133         return memcg;
2134 }
2135 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2136
2137 /**
2138  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2139  * @memcg: the memcg
2140  *
2141  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2142  */
2143 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2144 {
2145         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2146                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2147
2148                 memcg->move_lock_task = NULL;
2149                 memcg->move_lock_flags = 0;
2150
2151                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2152         }
2153
2154         rcu_read_unlock();
2155 }
2156
2157 /**
2158  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2159  * @page: the page
2160  */
2161 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2162 {
2163         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2164 }
2165 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2166
2167 struct memcg_stock_pcp {
2168         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2169         unsigned int nr_pages;
2170         struct work_struct work;
2171         unsigned long flags;
2172 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2173 };
2174 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2175 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2176
2177 /**
2178  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2179  * @memcg: memcg to consume from.
2180  * @nr_pages: how many pages to charge.
2181  *
2182  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2183  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2184  * service an allocation will refill the stock.
2185  *
2186  * returns true if successful, false otherwise.
2187  */
2188 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2189 {
2190         struct memcg_stock_pcp *stock;
2191         unsigned long flags;
2192         bool ret = false;
2193
2194         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2195                 return ret;
2196
2197         local_irq_save(flags);
2198
2199         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2200         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2201                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2202                 ret = true;
2203         }
2204
2205         local_irq_restore(flags);
2206
2207         return ret;
2208 }
2209
2210 /*
2211  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2212  */
2213 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2214 {
2215         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2216
2217         if (stock->nr_pages) {
2218                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2219                 if (do_memsw_account())
2220                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2221                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2222                 stock->nr_pages = 0;
2223         }
2224         stock->cached = NULL;
2225 }
2226
2227 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2228 {
2229         struct memcg_stock_pcp *stock;
2230         unsigned long flags;
2231
2232         /*
2233          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2234          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2235          */
2236         local_irq_save(flags);
2237
2238         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2239         drain_stock(stock);
2240         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2241
2242         local_irq_restore(flags);
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2247  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2248  */
2249 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2250 {
2251         struct memcg_stock_pcp *stock;
2252         unsigned long flags;
2253
2254         local_irq_save(flags);
2255
2256         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2257         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2258                 drain_stock(stock);
2259                 stock->cached = memcg;
2260         }
2261         stock->nr_pages += nr_pages;
2262
2263         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2264                 drain_stock(stock);
2265
2266         local_irq_restore(flags);
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2271  * of the hierarchy under it.
2272  */
2273 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2274 {
2275         int cpu, curcpu;
2276
2277         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2278         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2279                 return;
2280         /*
2281          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2282          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2283          * as well as workers from this path always operate on the local
2284          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2285          */
2286         curcpu = get_cpu();
2287         for_each_online_cpu(cpu) {
2288                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2289                 struct mem_cgroup *memcg;
2290                 bool flush = false;
2291
2292                 rcu_read_lock();
2293                 memcg = stock->cached;
2294                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2295                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2296                         flush = true;
2297                 rcu_read_unlock();
2298
2299                 if (flush &&
2300                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2301                         if (cpu == curcpu)
2302                                 drain_local_stock(&stock->work);
2303                         else
2304                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2305                 }
2306         }
2307         put_cpu();
2308         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2309 }
2310
2311 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2312 {
2313         struct memcg_stock_pcp *stock;
2314         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2315
2316         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2317         drain_stock(stock);
2318
2319         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2320                 int i;
2321
2322                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2323                         int nid;
2324                         long x;
2325
2326                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2327                         if (x)
2328                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2329                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2330
2331                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2332                                 continue;
2333
2334                         for_each_node(nid) {
2335                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2336
2337                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2338                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2339                                 if (x)
2340                                         do {
2341                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2342                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2343                         }
2344                 }
2345
2346                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2347                         long x;
2348
2349                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2350                         if (x)
2351                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2352                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2353                 }
2354         }
2355
2356         return 0;
2357 }
2358
2359 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2360                          unsigned int nr_pages,
2361                          gfp_t gfp_mask)
2362 {
2363         do {
2364                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2365                         continue;
2366                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2367                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2368         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2369 }
2370
2371 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2372 {
2373         struct mem_cgroup *memcg;
2374
2375         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2376         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2377 }
2378
2379 /*
2380  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2381  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2382  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2383  */
2384 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2385
2386 /*
2387  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2388  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2389  * below.
2390  *
2391  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2392  *   overage ratio to a delay.
2393  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2394  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2395  *   to produce a reasonable delay curve.
2396  *
2397  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2398  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2399  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2400  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2401  * example, with a high of 100 megabytes:
2402  *
2403  *  +-------+------------------------+
2404  *  | usage | time to allocate in ms |
2405  *  +-------+------------------------+
2406  *  | 100M  |                      0 |
2407  *  | 101M  |                      6 |
2408  *  | 102M  |                     25 |
2409  *  | 103M  |                     57 |
2410  *  | 104M  |                    102 |
2411  *  | 105M  |                    159 |
2412  *  | 106M  |                    230 |
2413  *  | 107M  |                    313 |
2414  *  | 108M  |                    409 |
2415  *  | 109M  |                    518 |
2416  *  | 110M  |                    639 |
2417  *  | 111M  |                    774 |
2418  *  | 112M  |                    921 |
2419  *  | 113M  |                   1081 |
2420  *  | 114M  |                   1254 |
2421  *  | 115M  |                   1439 |
2422  *  | 116M  |                   1638 |
2423  *  | 117M  |                   1849 |
2424  *  | 118M  |                   2000 |
2425  *  | 119M  |                   2000 |
2426  *  | 120M  |                   2000 |
2427  *  +-------+------------------------+
2428  */
2429  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2430  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2431
2432 /*
2433  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2434  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2435  */
2436 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2437                                           unsigned int nr_pages)
2438 {
2439         unsigned long penalty_jiffies;
2440         u64 max_overage = 0;
2441
2442         do {
2443                 unsigned long usage, high;
2444                 u64 overage;
2445
2446                 usage = page_counter_read(&memcg->memory);
2447                 high = READ_ONCE(memcg->high);
2448
2449                 if (usage <= high)
2450                         continue;
2451
2452                 /*
2453                  * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2454                  * it was a threshold of 1 page
2455                  */
2456                 high = max(high, 1UL);
2457
2458                 overage = usage - high;
2459                 overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2460                 overage = div64_u64(overage, high);
2461
2462                 if (overage > max_overage)
2463                         max_overage = overage;
2464         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2465                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2466
2467         if (!max_overage)
2468                 return 0;
2469
2470         /*
2471          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2472          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2473          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2474          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2475          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2476          * overage amount.
2477          */
2478         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2479         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2480         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2481
2482         /*
2483          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2484          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2485          * 4N-sized allocation.
2486          *
2487          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2488          * larger the current charge patch is than that.
2489          */
2490         penalty_jiffies = penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2491
2492         /*
2493          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2494          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2495          * extremely slowly.
2496          */
2497         return min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2498 }
2499
2500 /*
2501  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2502  * and reclaims memory over the high limit.
2503  */
2504 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2505 {
2506         unsigned long penalty_jiffies;
2507         unsigned long pflags;
2508         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2509         struct mem_cgroup *memcg;
2510
2511         if (likely(!nr_pages))
2512                 return;
2513
2514         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2515         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2516         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2517
2518         /*
2519          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2520          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2521          */
2522         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages);
2523
2524         /*
2525          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2526          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2527          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2528          * been aggressively reclaimed enough yet.
2529          */
2530         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2531                 goto out;
2532
2533         /*
2534          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2535          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2536          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2537          */
2538         psi_memstall_enter(&pflags);
2539         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2540         psi_memstall_leave(&pflags);
2541
2542 out:
2543         css_put(&memcg->css);
2544 }
2545
2546 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2547                       unsigned int nr_pages)
2548 {
2549         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2550         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2551         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2552         struct page_counter *counter;
2553         unsigned long nr_reclaimed;
2554         bool may_swap = true;
2555         bool drained = false;
2556         enum oom_status oom_status;
2557
2558         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2559                 return 0;
2560 retry:
2561         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2562                 return 0;
2563
2564         if (!do_memsw_account() ||
2565             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2566                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2567                         goto done_restock;
2568                 if (do_memsw_account())
2569                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2570                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2571         } else {
2572                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2573                 may_swap = false;
2574         }
2575
2576         if (batch > nr_pages) {
2577                 batch = nr_pages;
2578                 goto retry;
2579         }
2580
2581         /*
2582          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2583          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2584          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2585          * and let these go through as privileged allocations.
2586          */
2587         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2588                 goto force;
2589
2590         /*
2591          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2592          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2593          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2594          * free their memory.
2595          */
2596         if (unlikely(should_force_charge()))
2597                 goto force;
2598
2599         /*
2600          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2601          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2602          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2603          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2604          */
2605         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2606                 goto force;
2607
2608         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2609                 goto nomem;
2610
2611         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2612                 goto nomem;
2613
2614         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2615
2616         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2617                                                     gfp_mask, may_swap);
2618
2619         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2620                 goto retry;
2621
2622         if (!drained) {
2623                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2624                 drained = true;
2625                 goto retry;
2626         }
2627
2628         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2629                 goto nomem;
2630         /*
2631          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2632          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2633          * before killing the task.
2634          *
2635          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2636          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2637          * to regular pages anyway in case of failure.
2638          */
2639         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2640                 goto retry;
2641         /*
2642          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2643          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2644          */
2645         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2646                 goto retry;
2647
2648         if (nr_retries--)
2649                 goto retry;
2650
2651         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2652                 goto nomem;
2653
2654         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2655                 goto force;
2656
2657         if (fatal_signal_pending(current))
2658                 goto force;
2659
2660         /*
2661          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2662          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2663          * couldn't make any progress.
2664          */
2665         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2666                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2667         switch (oom_status) {
2668         case OOM_SUCCESS:
2669                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2670                 goto retry;
2671         case OOM_FAILED:
2672                 goto force;
2673         default:
2674                 goto nomem;
2675         }
2676 nomem:
2677         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2678                 return -ENOMEM;
2679 force:
2680         /*
2681          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2682          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2683          * temporarily by force charging it.
2684          */
2685         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2686         if (do_memsw_account())
2687                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2688         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2689
2690         return 0;
2691
2692 done_restock:
2693         css_get_many(&memcg->css, batch);
2694         if (batch > nr_pages)
2695                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2696
2697         /*
2698          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2699          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2700          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2701          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2702          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2703          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2704          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2705          */
2706         do {
2707                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2708                         /* Don't bother a random interrupted task */
2709                         if (in_interrupt()) {
2710                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2711                                 break;
2712                         }
2713                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2714                         set_notify_resume(current);
2715                         break;
2716                 }
2717         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2718
2719         return 0;
2720 }
2721
2722 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2723 {
2724         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2725                 return;
2726
2727         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2728         if (do_memsw_account())
2729                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2730
2731         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2732 }
2733
2734 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2735 {
2736         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2737
2738         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2739         if (PageLRU(page)) {
2740                 struct lruvec *lruvec;
2741
2742                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2743                 ClearPageLRU(page);
2744                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2745                 *isolated = 1;
2746         } else
2747                 *isolated = 0;
2748 }
2749
2750 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2751 {
2752         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2753
2754         if (isolated) {
2755                 struct lruvec *lruvec;
2756
2757                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2758                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2759                 SetPageLRU(page);
2760                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2761         }
2762         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2763 }
2764
2765 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2766                           bool lrucare)
2767 {
2768         int isolated;
2769
2770         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2771
2772         /*
2773          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2774          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2775          */
2776         if (lrucare)
2777                 lock_page_lru(page, &isolated);
2778
2779         /*
2780          * Nobody should be changing or seriously looking at
2781          * page->mem_cgroup at this point:
2782          *
2783          * - the page is uncharged
2784          *
2785          * - the page is off-LRU
2786          *
2787          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2788          *   a locked page table
2789          *
2790          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2791          *   have the page locked
2792          */
2793         page->mem_cgroup = memcg;
2794
2795         if (lrucare)
2796                 unlock_page_lru(page, isolated);
2797 }
2798
2799 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2800 /*
2801  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2802  *
2803  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2804  * cgroup_mutex, etc.
2805  */
2806 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2807 {
2808         struct page *page;
2809
2810         if (mem_cgroup_disabled())
2811                 return NULL;
2812
2813         page = virt_to_head_page(p);
2814
2815         /*
2816          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2817          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2818          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2819          */
2820         if (PageSlab(page))
2821                 return memcg_from_slab_page(page);
2822
2823         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2824         return page->mem_cgroup;
2825 }
2826
2827 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2828 {
2829         int id, size;
2830         int err;
2831
2832         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2833                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2834         if (id < 0)
2835                 return id;
2836
2837         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2838                 return id;
2839
2840         /*
2841          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2842          * so we have to grow them.
2843          */
2844         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2845
2846         size = 2 * (id + 1);
2847         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2848                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2849         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2850                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2851
2852         err = memcg_update_all_caches(size);
2853         if (!err)
2854                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2855         if (!err)
2856                 memcg_nr_cache_ids = size;
2857
2858         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2859
2860         if (err) {
2861                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2862                 return err;
2863         }
2864         return id;
2865 }
2866
2867 static void memcg_free_cache_id(int id)
2868 {
2869         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2870 }
2871
2872 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2873         struct mem_cgroup *memcg;
2874         struct kmem_cache *cachep;
2875         struct work_struct work;
2876 };
2877
2878 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2879 {
2880         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2881                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2882         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2883         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2884
2885         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2886
2887         css_put(&memcg->css);
2888         kfree(cw);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2893  */
2894 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2895                                                struct kmem_cache *cachep)
2896 {
2897         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2898
2899         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2900                 return;
2901
2902         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2903         if (!cw) {
2904                 css_put(&memcg->css);
2905                 return;
2906         }
2907
2908         cw->memcg = memcg;
2909         cw->cachep = cachep;
2910         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2911
2912         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2913 }
2914
2915 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2916 {
2917         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2918                 return true;
2919         return false;
2920 }
2921
2922 /**
2923  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2924  * @cachep: the original global kmem cache
2925  *
2926  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2927  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2928  *
2929  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2930  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2931  * go through with the original cache.
2932  *
2933  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2934  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2935  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2936  * reference.
2937  */
2938 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2939 {
2940         struct mem_cgroup *memcg;
2941         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2942         struct memcg_cache_array *arr;
2943         int kmemcg_id;
2944
2945         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2946
2947         if (memcg_kmem_bypass())
2948                 return cachep;
2949
2950         rcu_read_lock();
2951
2952         if (unlikely(current->active_memcg))
2953                 memcg = current->active_memcg;
2954         else
2955                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2956
2957         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2958                 goto out_unlock;
2959
2960         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2961         if (kmemcg_id < 0)
2962                 goto out_unlock;
2963
2964         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2965
2966         /*
2967          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2968          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2969          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2970          */
2971         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2972
2973         /*
2974          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2975          * context), we could be be predictable and return right away.
2976          * This would guarantee that the allocation being performed
2977          * already belongs in the new cache.
2978          *
2979          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2980          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2981          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2982          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2983          * defer everything.
2984          *
2985          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2986          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2987          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2988          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2989          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2990          * creation of a new kmem_cache.
2991          */
2992         if (unlikely(!memcg_cachep))
2993                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2994         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
2995                 cachep = memcg_cachep;
2996 out_unlock:
2997         rcu_read_unlock();
2998         return cachep;
2999 }
3000
3001 /**
3002  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
3003  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
3004  */
3005 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
3006 {
3007         if (!is_root_cache(cachep))
3008                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
3009 }
3010
3011 /**
3012  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
3013  * @page: page to charge
3014  * @gfp: reclaim mode
3015  * @order: allocation order
3016  * @memcg: memory cgroup to charge
3017  *
3018  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3019  */
3020 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
3021                             struct mem_cgroup *memcg)
3022 {
3023         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3024         struct page_counter *counter;
3025         int ret;
3026
3027         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3028         if (ret)
3029                 return ret;
3030
3031         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3032             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3033
3034                 /*
3035                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3036                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3037                  * handling code.
3038                  */
3039                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3040                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3041                         return 0;
3042                 }
3043                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3044                 return -ENOMEM;
3045         }
3046         return 0;
3047 }
3048
3049 /**
3050  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
3051  * @page: page to charge
3052  * @gfp: reclaim mode
3053  * @order: allocation order
3054  *
3055  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3056  */
3057 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3058 {
3059         struct mem_cgroup *memcg;
3060         int ret = 0;
3061
3062         if (memcg_kmem_bypass())
3063                 return 0;
3064
3065         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3066         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3067                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
3068                 if (!ret) {
3069                         page->mem_cgroup = memcg;
3070                         __SetPageKmemcg(page);
3071                 }
3072         }
3073         css_put(&memcg->css);
3074         return ret;
3075 }
3076
3077 /**
3078  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
3079  * @memcg: memcg to uncharge
3080  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3081  */
3082 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
3083                                  unsigned int nr_pages)
3084 {
3085         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3086                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3087
3088         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3089         if (do_memsw_account())
3090                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3091 }
3092 /**
3093  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
3094  * @page: page to uncharge
3095  * @order: allocation order
3096  */
3097 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
3098 {
3099         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3100         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3101
3102         if (!memcg)
3103                 return;
3104
3105         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3106         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
3107         page->mem_cgroup = NULL;
3108
3109         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3110         if (PageKmemcg(page))
3111                 __ClearPageKmemcg(page);
3112
3113         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
3114 }
3115 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3116
3117 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3118
3119 /*
3120  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3121  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3122  */
3123 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3124 {
3125         int i;
3126
3127         if (mem_cgroup_disabled())
3128                 return;
3129
3130         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3131                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3132
3133         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
3134 }
3135 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3136
3137 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3138 /**
3139  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3140  * @entry: swap entry to be moved
3141  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3142  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3143  *
3144  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3145  * as the mem_cgroup's id of @from.
3146  *
3147  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3148  *
3149  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3150  * both res and memsw, and called css_get().
3151  */
3152 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3153                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3154 {
3155         unsigned short old_id, new_id;
3156
3157         old_id = mem_cgroup_id(from);
3158         new_id = mem_cgroup_id(to);
3159
3160         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3161                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3162                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3163                 return 0;
3164         }
3165         return -EINVAL;
3166 }
3167 #else
3168 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3169                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3170 {
3171         return -EINVAL;
3172 }
3173 #endif
3174
3175 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3176
3177 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3178                                  unsigned long max, bool memsw)
3179 {
3180         bool enlarge = false;
3181         bool drained = false;
3182         int ret;
3183         bool limits_invariant;
3184         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3185
3186         do {
3187                 if (signal_pending(current)) {
3188                         ret = -EINTR;
3189                         break;
3190                 }
3191
3192                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3193                 /*
3194                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3195                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3196                  */
3197                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
3198                                            max <= memcg->memsw.max;
3199                 if (!limits_invariant) {
3200                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3201                         ret = -EINVAL;
3202                         break;
3203                 }
3204                 if (max > counter->max)
3205                         enlarge = true;
3206                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3207                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3208
3209                 if (!ret)
3210                         break;
3211
3212                 if (!drained) {
3213                         drain_all_stock(memcg);
3214                         drained = true;
3215                         continue;
3216                 }
3217
3218                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3219                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3220                         ret = -EBUSY;
3221                         break;
3222                 }
3223         } while (true);
3224
3225         if (!ret && enlarge)
3226                 memcg_oom_recover(memcg);
3227
3228         return ret;
3229 }
3230
3231 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3232                                             gfp_t gfp_mask,
3233                                             unsigned long *total_scanned)
3234 {
3235         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3236         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3237         unsigned long reclaimed;
3238         int loop = 0;
3239         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3240         unsigned long excess;
3241         unsigned long nr_scanned;
3242
3243         if (order > 0)
3244                 return 0;
3245
3246         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3247
3248         /*
3249          * Do not even bother to check the largest node if the root
3250          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3251          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3252          */
3253         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3254                 return 0;
3255
3256         /*
3257          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3258          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3259          * pressure
3260          */
3261         do {
3262                 if (next_mz)
3263                         mz = next_mz;
3264                 else
3265                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3266                 if (!mz)
3267                         break;
3268
3269                 nr_scanned = 0;
3270                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3271                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3272                 nr_reclaimed += reclaimed;
3273                 *total_scanned += nr_scanned;
3274                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3275                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3276
3277                 /*
3278                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3279                  * it is time to move on to the next cgroup
3280                  */
3281                 next_mz = NULL;
3282                 if (!reclaimed)
3283                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3284
3285                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3286                 /*
3287                  * One school of thought says that we should not add
3288                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3289                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3290                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3291                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3292                  * term TODO.
3293                  */
3294                 /* If excess == 0, no tree ops */
3295                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3296                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3297                 css_put(&mz->memcg->css);
3298                 loop++;
3299                 /*
3300                  * Could not reclaim anything and there are no more
3301                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3302                  * reclaiming anything.
3303                  */
3304                 if (!nr_reclaimed &&
3305                         (next_mz == NULL ||
3306                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3307                         break;
3308         } while (!nr_reclaimed);
3309         if (next_mz)
3310                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3311         return nr_reclaimed;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3316  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3317  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3318  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3319  */
3320 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3321 {
3322         bool ret;
3323
3324         rcu_read_lock();
3325         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3326         rcu_read_unlock();
3327         return ret;
3328 }
3329
3330 /*
3331  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3332  *
3333  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3334  */
3335 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3336 {
3337         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3338
3339         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3340         lru_add_drain_all();
3341
3342         drain_all_stock(memcg);
3343
3344         /* try to free all pages in this cgroup */
3345         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3346                 int progress;
3347
3348                 if (signal_pending(current))
3349                         return -EINTR;
3350
3351                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3352                                                         GFP_KERNEL, true);
3353                 if (!progress) {
3354                         nr_retries--;
3355                         /* maybe some writeback is necessary */
3356                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3357                 }
3358
3359         }
3360
3361         return 0;
3362 }
3363
3364 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3365                                             char *buf, size_t nbytes,
3366                                             loff_t off)
3367 {
3368         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3369
3370         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3371                 return -EINVAL;
3372         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3373 }
3374
3375 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3376                                      struct cftype *cft)
3377 {
3378         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3379 }
3380
3381 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3382                                       struct cftype *cft, u64 val)
3383 {
3384         int retval = 0;
3385         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3386         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3387
3388         if (memcg->use_hierarchy == val)
3389                 return 0;
3390
3391         /*
3392          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3393          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3394          * occur, provided the current cgroup has no children.
3395          *
3396          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3397          * set if there are no children.
3398          */
3399         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3400                                 (val == 1 || val == 0)) {
3401                 if (!memcg_has_children(memcg))
3402                         memcg->use_hierarchy = val;
3403                 else
3404                         retval = -EBUSY;
3405         } else
3406                 retval = -EINVAL;
3407
3408         return retval;
3409 }
3410
3411 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3412 {
3413         unsigned long val;
3414
3415         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3416                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3417                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3418                 if (swap)
3419                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3420         } else {
3421                 if (!swap)
3422                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3423                 else
3424                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3425         }
3426         return val;
3427 }
3428
3429 enum {
3430         RES_USAGE,
3431         RES_LIMIT,
3432         RES_MAX_USAGE,
3433         RES_FAILCNT,
3434         RES_SOFT_LIMIT,
3435 };
3436
3437 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3438                                struct cftype *cft)
3439 {
3440         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3441         struct page_counter *counter;
3442
3443         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3444         case _MEM:
3445                 counter = &memcg->memory;
3446                 break;
3447         case _MEMSWAP:
3448                 counter = &memcg->memsw;
3449                 break;
3450         case _KMEM:
3451                 counter = &memcg->kmem;
3452                 break;
3453         case _TCP:
3454                 counter = &memcg->tcpmem;
3455                 break;
3456         default:
3457                 BUG();
3458         }
3459
3460         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3461         case RES_USAGE:
3462                 if (counter == &memcg->memory)
3463                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3464                 if (counter == &memcg->memsw)
3465                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3466                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3467         case RES_LIMIT:
3468                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3469         case RES_MAX_USAGE:
3470                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3471         case RES_FAILCNT:
3472                 return counter->failcnt;
3473         case RES_SOFT_LIMIT:
3474                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3475         default:
3476                 BUG();
3477         }
3478 }
3479
3480 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3481 {
3482         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3483         struct mem_cgroup *mi;
3484         int node, cpu, i;
3485
3486         for_each_online_cpu(cpu)
3487                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3488                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3489
3490         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3491                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3492                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3493
3494         for_each_node(node) {
3495                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3496                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3497
3498                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3499                         stat[i] = 0;
3500
3501                 for_each_online_cpu(cpu)
3502                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3503                                 stat[i] += per_cpu(
3504                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3505
3506                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3507                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3508                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3509         }
3510 }
3511
3512 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3513 {
3514         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3515         struct mem_cgroup *mi;
3516         int cpu, i;
3517
3518         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3519                 events[i] = 0;
3520
3521         for_each_online_cpu(cpu)
3522                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3523                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3524                                              cpu);
3525
3526         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3527                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3528                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3529 }
3530
3531 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3532 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3533 {
3534         int memcg_id;
3535
3536         if (cgroup_memory_nokmem)
3537                 return 0;
3538
3539         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3540         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3541
3542         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3543         if (memcg_id < 0)
3544                 return memcg_id;
3545
3546         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3547         /*
3548          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3549          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3550          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3551          * patched.
3552          */
3553         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3554         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3555         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3556
3557         return 0;
3558 }
3559
3560 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3561 {
3562         struct cgroup_subsys_state *css;
3563         struct mem_cgroup *parent, *child;
3564         int kmemcg_id;
3565
3566         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3567                 return;
3568         /*
3569          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3570          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3571          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3572          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3573          */
3574         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3575
3576         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3577         if (!parent)
3578                 parent = root_mem_cgroup;
3579
3580         /*
3581          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3582          */
3583         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3584
3585         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3586         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3587
3588         /*
3589          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3590          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3591          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3592          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3593          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3594          * memcg_drain_all_list_lrus().
3595          */
3596         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3597         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3598                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3599                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3600                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3601                 if (!memcg->use_hierarchy)
3602                         break;
3603         }
3604         rcu_read_unlock();
3605
3606         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3607
3608         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3609 }
3610
3611 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3612 {
3613         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3614         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3615                 memcg_offline_kmem(memcg);
3616
3617         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3618                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3619                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3620         }
3621 }
3622 #else
3623 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3624 {
3625         return 0;
3626 }
3627 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3628 {
3629 }
3630 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3631 {
3632 }
3633 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3634
3635 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3636                                  unsigned long max)
3637 {
3638         int ret;
3639
3640         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3641         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3642         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3643         return ret;
3644 }
3645
3646 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3647 {
3648         int ret;
3649
3650         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3651
3652         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3653         if (ret)
3654                 goto out;
3655
3656         if (!memcg->tcpmem_active) {
3657                 /*
3658                  * The active flag needs to be written after the static_key
3659                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3660                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3661                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3662                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3663                  *
3664                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3665                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3666                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3667                  * yet, we'll lose accounting.
3668                  *
3669                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3670                  * because when this value change, the code to process it is not
3671                  * patched in yet.
3672                  */
3673                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3674                 memcg->tcpmem_active = true;
3675         }
3676 out:
3677         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3678         return ret;
3679 }
3680
3681 /*
3682  * The user of this function is...
3683  * RES_LIMIT.
3684  */
3685 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3686                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3687 {
3688         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3689         unsigned long nr_pages;
3690         int ret;
3691
3692         buf = strstrip(buf);
3693         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3694         if (ret)
3695                 return ret;
3696
3697         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3698         case RES_LIMIT:
3699                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3700                         ret = -EINVAL;
3701                         break;
3702                 }
3703                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3704                 case _MEM:
3705                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3706                         break;
3707                 case _MEMSWAP:
3708                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3709                         break;
3710                 case _KMEM:
3711                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3712                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3713                                      "depend on this functionality.\n");
3714                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3715                         break;
3716                 case _TCP:
3717                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3718                         break;
3719                 }
3720                 break;
3721         case RES_SOFT_LIMIT:
3722                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3723                 ret = 0;
3724                 break;
3725         }
3726         return ret ?: nbytes;
3727 }
3728
3729 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3730                                 size_t nbytes, loff_t off)
3731 {
3732         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3733         struct page_counter *counter;
3734
3735         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3736         case _MEM:
3737                 counter = &memcg->memory;
3738                 break;
3739         case _MEMSWAP:
3740                 counter = &memcg->memsw;
3741                 break;
3742         case _KMEM:
3743                 counter = &memcg->kmem;
3744                 break;
3745         case _TCP:
3746                 counter = &memcg->tcpmem;
3747                 break;
3748         default:
3749                 BUG();
3750         }
3751
3752         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3753         case RES_MAX_USAGE:
3754                 page_counter_reset_watermark(counter);
3755                 break;
3756         case RES_FAILCNT:
3757                 counter->failcnt = 0;
3758                 break;
3759         default:
3760                 BUG();
3761         }
3762
3763         return nbytes;
3764 }
3765
3766 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3767                                         struct cftype *cft)
3768 {
3769         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3770 }
3771
3772 #ifdef CONFIG_MMU
3773 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3774                                         struct cftype *cft, u64 val)
3775 {
3776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3777
3778         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
3779                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3780                      "depend on this functionality.\n");
3781
3782         if (val & ~MOVE_MASK)
3783                 return -EINVAL;
3784
3785         /*
3786          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3787          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3788          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3789          * affect task migrations starting after the change.
3790          */
3791         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3792         return 0;
3793 }
3794 #else
3795 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3796                                         struct cftype *cft, u64 val)
3797 {
3798         return -ENOSYS;
3799 }
3800 #endif
3801
3802 #ifdef CONFIG_NUMA
3803
3804 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3805 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3806 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3807
3808 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3809                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3810 {
3811         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3812         unsigned long nr = 0;
3813         enum lru_list lru;
3814
3815         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3816
3817         for_each_lru(lru) {
3818                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3819                         continue;
3820                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3821         }
3822         return nr;
3823 }
3824
3825 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3826                                              unsigned int lru_mask)
3827 {
3828         unsigned long nr = 0;
3829         enum lru_list lru;
3830
3831         for_each_lru(lru) {
3832                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3833                         continue;
3834                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3835         }
3836         return nr;
3837 }
3838
3839 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3840 {
3841         struct numa_stat {
3842                 const char *name;
3843                 unsigned int lru_mask;
3844         };
3845
3846         static const struct numa_stat stats[] = {
3847                 { "total", LRU_ALL },
3848                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3849                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3850                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3851         };
3852         const struct numa_stat *stat;
3853         int nid;
3854         unsigned long nr;
3855         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3856
3857         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3858                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3859                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3860                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3861                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3862                                                           stat->lru_mask);
3863                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3864                 }
3865                 seq_putc(m, '\n');
3866         }
3867
3868         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3869                 struct mem_cgroup *iter;
3870
3871                 nr = 0;
3872                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3873                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3874                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3875                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3876                         nr = 0;
3877                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3878                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3879                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3880                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3881                 }
3882                 seq_putc(m, '\n');
3883         }
3884
3885         return 0;
3886 }
3887 #endif /* CONFIG_NUMA */
3888
3889 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3890         MEMCG_CACHE,
3891         MEMCG_RSS,
3892         MEMCG_RSS_HUGE,
3893         NR_SHMEM,
3894         NR_FILE_MAPPED,
3895         NR_FILE_DIRTY,
3896         NR_WRITEBACK,
3897         MEMCG_SWAP,
3898 };
3899
3900 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3901         "cache",
3902         "rss",
3903         "rss_huge",
3904         "shmem",
3905         "mapped_file",
3906         "dirty",
3907         "writeback",
3908         "swap",
3909 };
3910
3911 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3912 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3913         PGPGIN,
3914         PGPGOUT,
3915         PGFAULT,
3916         PGMAJFAULT,
3917 };
3918
3919 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3920         "pgpgin",
3921         "pgpgout",
3922         "pgfault",
3923         "pgmajfault",
3924 };
3925
3926 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3927 {
3928         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3929         unsigned long memory, memsw;
3930         struct mem_cgroup *mi;
3931         unsigned int i;
3932
3933         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3934         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3935
3936         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3937                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3938                         continue;
3939                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3940                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3941                            PAGE_SIZE);
3942         }
3943
3944         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3945                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3946                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3947
3948         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3949                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3950                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3951                            PAGE_SIZE);
3952
3953         /* Hierarchical information */
3954         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3955         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3956                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3957                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3958         }
3959         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3960                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3961         if (do_memsw_account())
3962                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3963                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3964
3965         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3966                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3967                         continue;
3968                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3969                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3970                            PAGE_SIZE);
3971         }
3972
3973         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3974                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3975                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3976
3977         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3978                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3979                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3980                            PAGE_SIZE);
3981
3982 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3983         {
3984                 pg_data_t *pgdat;
3985                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3986                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3987                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3988                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3989
3990                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3991                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3992                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3993
3994                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3995                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3996                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3997                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3998                 }
3999                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4000                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4001                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4002                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4003         }
4004 #endif
4005
4006         return 0;
4007 }
4008
4009 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4010                                       struct cftype *cft)
4011 {
4012         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4013
4014         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4015 }
4016
4017 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4018                                        struct cftype *cft, u64 val)
4019 {
4020         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4021
4022         if (val > 100)
4023                 return -EINVAL;
4024
4025         if (css->parent)
4026                 memcg->swappiness = val;
4027         else
4028                 vm_swappiness = val;
4029
4030         return 0;
4031 }
4032
4033 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4034 {
4035         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4036         unsigned long usage;
4037         int i;
4038
4039         rcu_read_lock();
4040         if (!swap)
4041                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4042         else
4043                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4044
4045         if (!t)
4046                 goto unlock;
4047
4048         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4049
4050         /*
4051          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4052          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4053          * call of __mem_cgroup_threshold().
4054          */
4055         i = t->current_threshold;
4056
4057         /*
4058          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4059          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4060          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4061          * only one element of the array here.
4062          */
4063         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4064                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4065
4066         /* i = current_threshold + 1 */
4067         i++;
4068
4069         /*
4070          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4071          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4072          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4073          * only one element of the array here.
4074          */
4075         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4076                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4077
4078         /* Update current_threshold */
4079         t->current_threshold = i - 1;
4080 unlock:
4081         rcu_read_unlock();
4082 }
4083
4084 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4085 {
4086         while (memcg) {
4087                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4088                 if (do_memsw_account())
4089                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4090
4091                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4092         }
4093 }
4094
4095 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4096 {
4097         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4098         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4099
4100         if (_a->threshold > _b->threshold)
4101                 return 1;
4102
4103         if (_a->threshold < _b->threshold)
4104                 return -1;
4105
4106         return 0;
4107 }
4108
4109 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4110 {
4111         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4112
4113         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4114
4115         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4116                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4117
4118         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4119         return 0;
4120 }
4121
4122 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4123 {
4124         struct mem_cgroup *iter;
4125
4126         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4127                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4128 }
4129
4130 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4131         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4132 {
4133         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4134         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4135         unsigned long threshold;
4136         unsigned long usage;
4137         int i, size, ret;
4138
4139         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4140         if (ret)
4141                 return ret;
4142
4143         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4144
4145         if (type == _MEM) {
4146                 thresholds = &memcg->thresholds;
4147                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4148         } else if (type == _MEMSWAP) {
4149                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4150                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4151         } else
4152                 BUG();
4153
4154         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4155         if (thresholds->primary)
4156                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4157
4158         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4159
4160         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4161         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4162         if (!new) {
4163                 ret = -ENOMEM;
4164                 goto unlock;
4165         }
4166         new->size = size;
4167
4168         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4169         if (thresholds->primary) {
4170                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4171                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4172         }
4173
4174         /* Add new threshold */
4175         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4176         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4177
4178         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4179         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4180                         compare_thresholds, NULL);
4181
4182         /* Find current threshold */
4183         new->current_threshold = -1;
4184         for (i = 0; i < size; i++) {
4185                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4186                         /*
4187                          * new->current_threshold will not be used until
4188                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4189                          * it here.
4190                          */
4191                         ++new->current_threshold;
4192                 } else
4193                         break;
4194         }
4195
4196         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4197         kfree(thresholds->spare);
4198         thresholds->spare = thresholds->primary;
4199
4200         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4201
4202         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4203         synchronize_rcu();
4204
4205 unlock:
4206         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4207
4208         return ret;
4209 }
4210
4211 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4212         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4213 {
4214         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4215 }
4216
4217 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4218         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4219 {
4220         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4221 }
4222
4223 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4224         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4225 {
4226         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4227         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4228         unsigned long usage;
4229         int i, j, size, entries;
4230
4231         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4232
4233         if (type == _MEM) {
4234                 thresholds = &memcg->thresholds;
4235                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4236         } else if (type == _MEMSWAP) {
4237                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4238                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4239         } else
4240                 BUG();
4241
4242         if (!thresholds->primary)
4243                 goto unlock;
4244
4245         /* Check if a threshold crossed before removing */
4246         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4247
4248         /* Calculate new number of threshold */
4249         size = entries = 0;
4250         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4251                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4252                         size++;
4253                 else
4254                         entries++;
4255         }
4256
4257         new = thresholds->spare;
4258
4259         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4260         if (!entries)
4261                 goto unlock;
4262
4263         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4264         if (!size) {
4265                 kfree(new);
4266                 new = NULL;
4267                 goto swap_buffers;
4268         }
4269
4270         new->size = size;
4271
4272         /* Copy thresholds and find current threshold */
4273         new->current_threshold = -1;
4274         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4275                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4276                         continue;
4277
4278                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4279                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4280                         /*
4281                          * new->current_threshold will not be used
4282                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4283                          * it here.
4284                          */
4285                         ++new->current_threshold;
4286                 }
4287                 j++;
4288         }
4289
4290 swap_buffers:
4291         /* Swap primary and spare array */
4292         thresholds->spare = thresholds->primary;
4293
4294         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4295
4296         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4297         synchronize_rcu();
4298
4299         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4300         if (!new) {
4301                 kfree(thresholds->spare);
4302                 thresholds->spare = NULL;
4303         }
4304 unlock:
4305         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4306 }
4307
4308 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4309         struct eventfd_ctx *eventfd)
4310 {
4311         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4312 }
4313
4314 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4315         struct eventfd_ctx *eventfd)
4316 {
4317         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4318 }
4319
4320 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4321         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4322 {
4323         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4324
4325         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4326         if (!event)
4327                 return -ENOMEM;
4328
4329         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4330
4331         event->eventfd = eventfd;
4332         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4333
4334         /* already in OOM ? */
4335         if (memcg->under_oom)
4336                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4337         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4338
4339         return 0;
4340 }
4341
4342 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4343         struct eventfd_ctx *eventfd)
4344 {
4345         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4346
4347         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4348
4349         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4350                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4351                         list_del(&ev->list);
4352                         kfree(ev);
4353                 }
4354         }
4355
4356         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4357 }
4358
4359 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4360 {
4361         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4362
4363         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4364         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4365         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4366                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4367         return 0;
4368 }
4369
4370 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4371         struct cftype *cft, u64 val)
4372 {
4373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4374
4375         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4376         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4377                 return -EINVAL;
4378
4379         memcg->oom_kill_disable = val;
4380         if (!val)
4381                 memcg_oom_recover(memcg);
4382
4383         return 0;
4384 }
4385
4386 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4387
4388 #include <trace/events/writeback.h>
4389
4390 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4391 {
4392         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4393 }
4394
4395 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4396 {
4397         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4398 }
4399
4400 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4401 {
4402         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4403 }
4404
4405 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4406 {
4407         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4408
4409         if (!memcg->css.parent)
4410                 return NULL;
4411
4412         return &memcg->cgwb_domain;
4413 }
4414
4415 /*
4416  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4417  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4418  */
4419 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4420 {
4421         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4422         int cpu;
4423
4424         for_each_online_cpu(cpu)
4425                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4426         if (x < 0)
4427                 x = 0;
4428         return x;
4429 }
4430
4431 /**
4432  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4433  * @wb: bdi_writeback in question
4434  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4435  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4436  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4437  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4438  *
4439  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4440  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4441  * is a bit more involved.
4442  *
4443  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4444  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4445  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4446  * available memory in the system.  The caller should further cap
4447  * *@pheadroom accordingly.
4448  */
4449 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4450                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4451                          unsigned long *pwriteback)
4452 {
4453         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4454         struct mem_cgroup *parent;
4455
4456         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4457
4458         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4459         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4460         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4461                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4462         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4463
4464         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4465                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4466                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4467
4468                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4469                 memcg = parent;
4470         }
4471 }
4472
4473 /*
4474  * Foreign dirty flushing
4475  *
4476  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4477  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4478  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4479  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4480  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4481  * different cgroups isn't a common use-case.
4482  *
4483  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4484  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4485  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4486  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4487  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4488  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4489  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4490  * make writeback of the dirty pages happen.
4491  *
4492  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4493  * severely throttled after making some progress after each
4494  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4495  * completely idle.
4496  *
4497  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4498  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4499  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4500  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4501  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4502  *
4503  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4504  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4505  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4506  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4507  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4508  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4509  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4510  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4511  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4512  *
4513  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4514  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4515  * records are lockless and racy.
4516  */
4517 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4518                                              struct bdi_writeback *wb)
4519 {
4520         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4521         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4522         u64 now = get_jiffies_64();
4523         u64 oldest_at = now;
4524         int oldest = -1;
4525         int i;
4526
4527         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4528
4529         /*
4530          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4531          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4532          * written out.
4533          */
4534         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4535                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4536                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4537                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4538                         break;
4539                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4540                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4541                         oldest = i;
4542                         oldest_at = frn->at;
4543                 }
4544         }
4545
4546         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4547                 /*
4548                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4549                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4550                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4551                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4552                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4553                  */
4554                 unsigned long update_intv =
4555                         min_t(unsigned long, HZ,
4556                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4557
4558                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4559                         frn->at = now;
4560         } else if (oldest >= 0) {
4561                 /* replace the oldest free one */
4562                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4563                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4564                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4565                 frn->at = now;
4566         }
4567 }
4568
4569 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4570 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4571 {
4572         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4573         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4574         u64 now = jiffies_64;
4575         int i;
4576
4577         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4578                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4579
4580                 /*
4581                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4582                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4583                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4584                  * already one in flight.
4585                  */
4586                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4587                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4588                         frn->at = 0;
4589                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4590                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4591                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4592                                                &frn->done);
4593                 }
4594         }
4595 }
4596
4597 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4598
4599 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4600 {
4601         return 0;
4602 }
4603
4604 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4605 {
4606 }
4607
4608 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4609 {
4610 }
4611
4612 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4613
4614 /*
4615  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4616  *
4617  * "cgroup.event_control" implementation.
4618  *
4619  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4620  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4621  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4622  *
4623  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4624  * possible.
4625  */
4626
4627 /*
4628  * Unregister event and free resources.
4629  *
4630  * Gets called from workqueue.
4631  */
4632 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4633 {
4634         struct mem_cgroup_event *event =
4635                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4636         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4637
4638         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4639
4640         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4641
4642         /* Notify userspace the event is going away. */
4643         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4644
4645         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4646         kfree(event);
4647         css_put(&memcg->css);
4648 }
4649
4650 /*
4651  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4652  *
4653  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4654  */
4655 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4656                             int sync, void *key)
4657 {
4658         struct mem_cgroup_event *event =
4659                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4660         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4661         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4662
4663         if (flags & EPOLLHUP) {
4664                 /*
4665                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4666                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4667                  * for us.
4668                  *
4669                  * We can't race against event freeing since the other
4670                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4671                  * which we hold.
4672                  */
4673                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4674                 if (!list_empty(&event->list)) {
4675                         list_del_init(&event->list);
4676                         /*
4677                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4678                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4679                          */
4680                         schedule_work(&event->remove);
4681                 }
4682                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4683         }
4684
4685         return 0;
4686 }
4687
4688 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4689                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4690 {
4691         struct mem_cgroup_event *event =
4692                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4693
4694         event->wqh = wqh;
4695         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4696 }
4697
4698 /*
4699  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4700  *
4701  * Parse input and register new cgroup event handler.
4702  *
4703  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4704  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4705  */
4706 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4707                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4708 {
4709         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4710         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4711         struct mem_cgroup_event *event;
4712         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4713         unsigned int efd, cfd;
4714         struct fd efile;
4715         struct fd cfile;
4716         struct dentry *cdentry;
4717         const char *name;
4718         char *endp;
4719         int ret;
4720
4721         buf = strstrip(buf);
4722
4723         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4724         if (*endp != ' ')
4725                 return -EINVAL;
4726         buf = endp + 1;
4727
4728         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4729         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4730                 return -EINVAL;
4731         buf = endp + 1;
4732
4733         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4734         if (!event)
4735                 return -ENOMEM;
4736
4737         event->memcg = memcg;
4738         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4739         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4740         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4741         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4742
4743         efile = fdget(efd);
4744         if (!efile.file) {
4745                 ret = -EBADF;
4746                 goto out_kfree;
4747         }
4748
4749         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4750         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4751                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4752                 goto out_put_efile;
4753         }
4754
4755         cfile = fdget(cfd);
4756         if (!cfile.file) {
4757                 ret = -EBADF;
4758                 goto out_put_eventfd;
4759         }
4760
4761         /* the process need read permission on control file */
4762         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4763         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4764         if (ret < 0)
4765                 goto out_put_cfile;
4766
4767         /*
4768          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
4769          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
4770          */
4771         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
4772         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
4773                 ret = -EINVAL;
4774                 goto out_put_cfile;
4775         }
4776
4777         /*
4778          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4779          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4780          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4781          * is for compatibility anyway.
4782          *
4783          * DO NOT ADD NEW FILES.
4784          */
4785         name = cdentry->d_name.name;
4786
4787         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4788                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4789                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4790         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4791                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4792                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4793         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4794                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4795                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4796         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4797                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4798                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4799         } else {
4800                 ret = -EINVAL;
4801                 goto out_put_cfile;
4802         }
4803
4804         /*
4805          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4806          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4807          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4808          */
4809         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
4810                                                &memory_cgrp_subsys);
4811         ret = -EINVAL;
4812         if (IS_ERR(cfile_css))
4813                 goto out_put_cfile;
4814         if (cfile_css != css) {
4815                 css_put(cfile_css);
4816                 goto out_put_cfile;
4817         }
4818
4819         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4820         if (ret)
4821                 goto out_put_css;
4822
4823         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4824
4825         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4826         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4827         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4828
4829         fdput(cfile);
4830         fdput(efile);
4831
4832         return nbytes;
4833
4834 out_put_css:
4835         css_put(css);
4836 out_put_cfile:
4837         fdput(cfile);
4838 out_put_eventfd:
4839         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4840 out_put_efile:
4841         fdput(efile);
4842 out_kfree:
4843         kfree(event);
4844
4845         return ret;
4846 }
4847
4848 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4849         {
4850                 .name = "usage_in_bytes",
4851                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4852                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4853         },
4854         {
4855                 .name = "max_usage_in_bytes",
4856                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4857                 .write = mem_cgroup_reset,
4858                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4859         },
4860         {
4861                 .name = "limit_in_bytes",
4862                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4863                 .write = mem_cgroup_write,
4864                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4865         },
4866         {
4867                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4869                 .write = mem_cgroup_write,
4870                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4871         },
4872         {
4873                 .name = "failcnt",
4874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4875                 .write = mem_cgroup_reset,
4876                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4877         },
4878         {
4879                 .name = "stat",
4880                 .seq_show = memcg_stat_show,
4881         },
4882         {
4883                 .name = "force_empty",
4884                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4885         },
4886         {
4887                 .name = "use_hierarchy",
4888                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4889                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4890         },
4891         {
4892                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4893                 .write = memcg_write_event_control,
4894                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4895         },
4896         {
4897                 .name = "swappiness",
4898                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4899                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4900         },
4901         {
4902                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4903                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4904                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4905         },
4906         {
4907                 .name = "oom_control",
4908                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4909                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4910                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4911         },
4912         {
4913                 .name = "pressure_level",
4914         },
4915 #ifdef CONFIG_NUMA
4916         {
4917                 .name = "numa_stat",
4918                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4919         },
4920 #endif
4921         {
4922                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4923                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4924                 .write = mem_cgroup_write,
4925                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4926         },
4927         {
4928                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4929                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4930                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4931         },
4932         {
4933                 .name = "kmem.failcnt",
4934                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4935                 .write = mem_cgroup_reset,
4936                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4937         },
4938         {
4939                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4940                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4941                 .write = mem_cgroup_reset,
4942                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4943         },
4944 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4945         {
4946                 .name = "kmem.slabinfo",
4947                 .seq_start = memcg_slab_start,
4948                 .seq_next = memcg_slab_next,
4949                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4950                 .seq_show = memcg_slab_show,
4951         },
4952 #endif
4953         {
4954                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4955                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4956                 .write = mem_cgroup_write,
4957                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4958         },
4959         {
4960                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4962                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4963         },
4964         {
4965                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4966                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4967                 .write = mem_cgroup_reset,
4968                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4969         },
4970         {
4971                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4973                 .write = mem_cgroup_reset,
4974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4975         },
4976         { },    /* terminate */
4977 };
4978
4979 /*
4980  * Private memory cgroup IDR
4981  *
4982  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4983  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4984  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4985  * memory-controlled cgroups to 64k.
4986  *
4987  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4988  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4989  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4990  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4991  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4992  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4993  *
4994  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4995  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4996  * when the CSS is offlined.
4997  *
4998  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4999  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5000  * those references are manageable from userspace.
5001  */
5002
5003 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5004
5005 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5006 {
5007         if (memcg->id.id > 0) {
5008                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5009                 memcg->id.id = 0;
5010         }
5011 }
5012
5013 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5014 {
5015         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5016 }
5017
5018 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5019 {
5020         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5021                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5022
5023                 /* Memcg ID pins CSS */
5024                 css_put(&memcg->css);
5025         }
5026 }
5027
5028 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5029 {
5030         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5031 }
5032
5033 /**
5034  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5035  * @id: the memcg id to look up
5036  *
5037  * Caller must hold rcu_read_lock().
5038  */
5039 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5040 {
5041         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5042         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5043 }
5044
5045 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5046 {
5047         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5048         int tmp = node;
5049         /*
5050          * This routine is called against possible nodes.
5051          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5052          *
5053          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5054          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5055          *       function.
5056          */
5057         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5058                 tmp = -1;
5059         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5060         if (!pn)
5061                 return 1;
5062
5063         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5064         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5065                 kfree(pn);
5066                 return 1;
5067         }
5068
5069         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5070         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5071                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5072                 kfree(pn);
5073                 return 1;
5074         }
5075
5076         lruvec_init(&pn->lruvec);
5077         pn->usage_in_excess = 0;
5078         pn->on_tree = false;
5079         pn->memcg = memcg;
5080
5081         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5082         return 0;
5083 }
5084
5085 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5086 {
5087         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5088
5089         if (!pn)
5090                 return;
5091
5092         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5093         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5094         kfree(pn);
5095 }
5096
5097 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5098 {
5099         int node;
5100
5101         for_each_node(node)
5102                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5103         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5104         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5105         kfree(memcg);
5106 }
5107
5108 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5109 {
5110         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5111         /*
5112          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5113          * on parent's and all ancestor levels.
5114          */
5115         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5116         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5117         __mem_cgroup_free(memcg);
5118 }
5119
5120 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5121 {
5122         struct mem_cgroup *memcg;
5123         unsigned int size;
5124         int node;
5125         int __maybe_unused i;
5126         long error = -ENOMEM;
5127
5128         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5129         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5130
5131         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5132         if (!memcg)
5133                 return ERR_PTR(error);
5134
5135         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5136                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5137                                  GFP_KERNEL);
5138         if (memcg->id.id < 0) {
5139                 error = memcg->id.id;
5140                 goto fail;
5141         }
5142
5143         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5144         if (!memcg->vmstats_local)
5145                 goto fail;
5146
5147         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5148         if (!memcg->vmstats_percpu)
5149                 goto fail;
5150
5151         for_each_node(node)
5152                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5153                         goto fail;
5154
5155         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5156                 goto fail;
5157
5158         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5159         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5160         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5161         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5162         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5163         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5164         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5165         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5166         memcg->socket_pressure = jiffies;
5167 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5168         memcg->kmemcg_id = -1;
5169 #endif
5170 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5171         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5172         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5173                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5174                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5175 #endif
5176 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5177         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5178         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5179         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5180 #endif
5181         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5182         return memcg;
5183 fail:
5184         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5185         __mem_cgroup_free(memcg);
5186         return ERR_PTR(error);
5187 }
5188
5189 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5190 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5191 {
5192         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5193         struct mem_cgroup *memcg;
5194         long error = -ENOMEM;
5195
5196         memcg = mem_cgroup_alloc();
5197         if (IS_ERR(memcg))
5198                 return ERR_CAST(memcg);
5199
5200         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5201         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5202         if (parent) {
5203                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5204                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5205         }
5206         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5207                 memcg->use_hierarchy = true;
5208                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5209                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5210                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5211                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5212                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5213         } else {
5214                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5215                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5216                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5217                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5218                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5219                 /*
5220                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5221                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5222                  * unfortunate state in our controller.
5223                  */
5224                 if (parent != root_mem_cgroup)
5225                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5226         }
5227
5228         /* The following stuff does not apply to the root */
5229         if (!parent) {
5230 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5231                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5232 #endif
5233                 root_mem_cgroup = memcg;
5234                 return &memcg->css;
5235         }
5236
5237         error = memcg_online_kmem(memcg);
5238         if (error)
5239                 goto fail;
5240
5241         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5242                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5243
5244         return &memcg->css;
5245 fail:
5246         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5247         mem_cgroup_free(memcg);
5248         return ERR_PTR(error);
5249 }
5250
5251 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5252 {
5253         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5254
5255         /*
5256          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5257          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5258          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5259          */
5260         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5261                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5262                 return -ENOMEM;
5263         }
5264
5265         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5266         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5267         css_get(css);
5268         return 0;
5269 }
5270
5271 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5272 {
5273         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5274         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5275
5276         /*
5277          * Unregister events and notify userspace.
5278          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5279          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5280          */
5281         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5282         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5283                 list_del_init(&event->list);
5284                 schedule_work(&event->remove);
5285         }
5286         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5287
5288         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5289         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5290
5291         memcg_offline_kmem(memcg);
5292         wb_memcg_offline(memcg);
5293
5294         drain_all_stock(memcg);
5295
5296         mem_cgroup_id_put(memcg);
5297 }
5298
5299 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5300 {
5301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5302
5303         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5304 }
5305
5306 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5307 {
5308         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5309         int __maybe_unused i;
5310
5311 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5312         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5313                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5314 #endif
5315         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5316                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5317
5318         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5319                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5320
5321         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5322         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5323         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5324         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5325         memcg_free_kmem(memcg);
5326         mem_cgroup_free(memcg);
5327 }
5328
5329 /**
5330  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5331  * @css: the target css
5332  *
5333  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5334  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5335  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5336  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5337  * made visible again.
5338  *
5339  * The current implementation only resets the essential configurations.
5340  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5341  */
5342 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5343 {
5344         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5345
5346         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5347         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5348         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5349         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5350         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5351         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5352         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5353         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5354         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5355         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5356 }
5357
5358 #ifdef CONFIG_MMU
5359 /* Handlers for move charge at task migration. */
5360 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5361 {
5362         int ret;
5363
5364         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5365         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5366         if (!ret) {
5367                 mc.precharge += count;
5368                 return ret;
5369         }
5370
5371         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5372         while (count--) {
5373                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5374                 if (ret)
5375                         return ret;
5376                 mc.precharge++;
5377                 cond_resched();
5378         }
5379         return 0;
5380 }
5381
5382 union mc_target {
5383         struct page     *page;
5384         swp_entry_t     ent;
5385 };
5386
5387 enum mc_target_type {
5388         MC_TARGET_NONE = 0,
5389         MC_TARGET_PAGE,
5390         MC_TARGET_SWAP,
5391         MC_TARGET_DEVICE,
5392 };
5393
5394 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5395                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5396 {
5397         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5398
5399         if (!page || !page_mapped(page))
5400                 return NULL;
5401         if (PageAnon(page)) {
5402                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5403                         return NULL;
5404         } else {
5405                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5406                         return NULL;
5407         }
5408         if (!get_page_unless_zero(page))
5409                 return NULL;
5410
5411         return page;
5412 }
5413
5414 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5415 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5416                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5417 {
5418         struct page *page = NULL;
5419         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5420
5421         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5422                 return NULL;
5423
5424         /*
5425          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5426          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5427          * as special swap entry in the CPU page table.
5428          */
5429         if (is_device_private_entry(ent)) {
5430                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5431                 /*
5432                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5433                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5434                  */
5435                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5436                         return NULL;
5437                 return page;
5438         }
5439
5440         if (non_swap_entry(ent))
5441                 return NULL;
5442
5443         /*
5444          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5445          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5446          */
5447         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5448         if (do_memsw_account())
5449                 entry->val = ent.val;
5450
5451         return page;
5452 }
5453 #else
5454 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5455                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5456 {
5457         return NULL;
5458 }
5459 #endif
5460
5461 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5462                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5463 {
5464         struct page *page = NULL;
5465         struct address_space *mapping;
5466         pgoff_t pgoff;
5467
5468         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5469                 return NULL;
5470         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5471                 return NULL;
5472
5473         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5474         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5475
5476         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5477 #ifdef CONFIG_SWAP
5478         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5479         if (shmem_mapping(mapping)) {
5480                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5481                 if (xa_is_value(page)) {
5482                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5483                         if (do_memsw_account())
5484                                 *entry = swp;
5485                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5486                                              swp_offset(swp));
5487                 }
5488         } else
5489                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5490 #else
5491         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5492 #endif
5493         return page;
5494 }
5495
5496 /**
5497  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5498  * @page: the page
5499  * @compound: charge the page as compound or small page
5500  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5501  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5502  *
5503  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5504  *
5505  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5506  * from old cgroup.
5507  */
5508 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5509                                    bool compound,
5510                                    struct mem_cgroup *from,
5511                                    struct mem_cgroup *to)
5512 {
5513         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5514         struct pglist_data *pgdat;
5515         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5516         int ret;
5517         bool anon;
5518
5519         VM_BUG_ON(from == to);
5520         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5521         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5522
5523         /*
5524          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5525          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5526          */
5527         ret = -EBUSY;
5528         if (!trylock_page(page))
5529                 goto out;
5530
5531         ret = -EINVAL;
5532         if (page->mem_cgroup != from)
5533                 goto out_unlock;
5534
5535         anon = PageAnon(page);
5536
5537         pgdat = page_pgdat(page);
5538         from_vec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, from);
5539         to_vec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, to);
5540
5541         lock_page_memcg(page);
5542
5543         if (!anon && page_mapped(page)) {
5544                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5545                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5546         }
5547
5548         if (!anon && PageDirty(page)) {
5549                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5550
5551                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5552                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5553                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5554                 }
5555         }
5556
5557         if (PageWriteback(page)) {
5558                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5559                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5560         }
5561
5562         /*
5563          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5564          *
5565          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5566          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5567          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5568          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5569          *
5570          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5571          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5572          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5573          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5574          */
5575         smp_mb();
5576
5577         page->mem_cgroup = to;  /* caller should have done css_get */
5578
5579         __unlock_page_memcg(from);
5580
5581         ret = 0;
5582
5583         local_irq_disable();
5584         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5585         memcg_check_events(to, page);
5586         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5587         memcg_check_events(from, page);
5588         local_irq_enable();
5589 out_unlock:
5590         unlock_page(page);
5591 out:
5592         return ret;
5593 }
5594
5595 /**
5596  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5597  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5598  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5599  * @ptent: the pte to be checked
5600  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5601  *
5602  * Returns
5603  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5604  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5605  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5606  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5607  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5608  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5609  *     in target->ent.
5610  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5611  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5612  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5613  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5614  *     regular page.
5615  *
5616  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5617  *
5618  * Called with pte lock held.
5619  */
5620
5621 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5622                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5623 {
5624         struct page *page = NULL;
5625         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5626         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5627
5628         if (pte_present(ptent))
5629                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5630         else if (is_swap_pte(ptent))
5631                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5632         else if (pte_none(ptent))
5633                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5634
5635         if (!page && !ent.val)
5636                 return ret;
5637         if (page) {
5638                 /*
5639                  * Do only loose check w/o serialization.
5640                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5641                  * not under LRU exclusion.
5642                  */
5643                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5644                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5645                         if (is_device_private_page(page))
5646                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5647                         if (target)
5648                                 target->page = page;
5649                 }
5650                 if (!ret || !target)
5651                         put_page(page);
5652         }
5653         /*
5654          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5655          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5656          */
5657         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5658             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5659                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5660                 if (target)
5661                         target->ent = ent;
5662         }
5663         return ret;
5664 }
5665
5666 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5667 /*
5668  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5669  * not support them for now.
5670  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5671  */
5672 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5673                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5674 {
5675         struct page *page = NULL;
5676         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5677
5678         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5679                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5680                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5681                 return ret;
5682         }
5683         page = pmd_page(pmd);
5684         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5685         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5686                 return ret;
5687         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5688                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5689                 if (target) {
5690                         get_page(page);
5691                         target->page = page;
5692                 }
5693         }
5694         return ret;
5695 }
5696 #else
5697 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5698                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5699 {
5700         return MC_TARGET_NONE;
5701 }
5702 #endif
5703
5704 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5705                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5706                                         struct mm_walk *walk)
5707 {
5708         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5709         pte_t *pte;
5710         spinlock_t *ptl;
5711
5712         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5713         if (ptl) {
5714                 /*
5715                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5716                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5717                  * this might change.
5718                  */
5719                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5720                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5721                 spin_unlock(ptl);
5722                 return 0;
5723         }
5724
5725         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5726                 return 0;
5727         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5728         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5729                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5730                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5731         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5732         cond_resched();
5733
5734         return 0;
5735 }
5736
5737 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5738         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5739 };
5740
5741 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5742 {
5743         unsigned long precharge;
5744
5745         down_read(&mm->mmap_sem);
5746         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5747         up_read(&mm->mmap_sem);
5748
5749         precharge = mc.precharge;
5750         mc.precharge = 0;
5751
5752         return precharge;
5753 }
5754
5755 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5756 {
5757         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5758
5759         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5760         mc.moving_task = current;
5761         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5762 }
5763
5764 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5765 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5766 {
5767         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5768         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5769
5770         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5771         if (mc.precharge) {
5772                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5773                 mc.precharge = 0;
5774         }
5775         /*
5776          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5777          * we must uncharge here.
5778          */
5779         if (mc.moved_charge) {
5780                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5781                 mc.moved_charge = 0;
5782         }
5783         /* we must fixup refcnts and charges */
5784         if (mc.moved_swap) {
5785                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5786                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5787                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5788
5789                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5790
5791                 /*
5792                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5793                  * should uncharge to->memory.
5794                  */
5795                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5796                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5797
5798                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5799
5800                 mc.moved_swap = 0;
5801         }
5802         memcg_oom_recover(from);
5803         memcg_oom_recover(to);
5804         wake_up_all(&mc.waitq);
5805 }
5806
5807 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5808 {
5809         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5810
5811         /*
5812          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5813          * task migration.
5814          */
5815         mc.moving_task = NULL;
5816         __mem_cgroup_clear_mc();
5817         spin_lock(&mc.lock);
5818         mc.from = NULL;
5819         mc.to = NULL;
5820         mc.mm = NULL;
5821         spin_unlock(&mc.lock);
5822
5823         mmput(mm);
5824 }
5825
5826 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5827 {
5828         struct cgroup_subsys_state *css;
5829         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5830         struct mem_cgroup *from;
5831         struct task_struct *leader, *p;
5832         struct mm_struct *mm;
5833         unsigned long move_flags;
5834         int ret = 0;
5835
5836         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5837         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5838                 return 0;
5839
5840         /*
5841          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5842          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5843          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5844          * multiple.
5845          */
5846         p = NULL;
5847         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5848                 WARN_ON_ONCE(p);
5849                 p = leader;
5850                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5851         }
5852         if (!p)
5853                 return 0;
5854
5855         /*
5856          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5857          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5858          * So we need to save it, and keep it going.
5859          */
5860         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5861         if (!move_flags)
5862                 return 0;
5863
5864         from = mem_cgroup_from_task(p);
5865
5866         VM_BUG_ON(from == memcg);
5867
5868         mm = get_task_mm(p);
5869         if (!mm)
5870                 return 0;
5871         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5872         if (mm->owner == p) {
5873                 VM_BUG_ON(mc.from);
5874                 VM_BUG_ON(mc.to);
5875                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5876                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5877                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5878
5879                 spin_lock(&mc.lock);
5880                 mc.mm = mm;
5881                 mc.from = from;
5882                 mc.to = memcg;
5883                 mc.flags = move_flags;
5884                 spin_unlock(&mc.lock);
5885                 /* We set mc.moving_task later */
5886
5887                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5888                 if (ret)
5889                         mem_cgroup_clear_mc();
5890         } else {
5891                 mmput(mm);
5892         }
5893         return ret;
5894 }
5895
5896 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5897 {
5898         if (mc.to)
5899                 mem_cgroup_clear_mc();
5900 }
5901
5902 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5903                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5904                                 struct mm_walk *walk)
5905 {
5906         int ret = 0;
5907         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5908         pte_t *pte;
5909         spinlock_t *ptl;
5910         enum mc_target_type target_type;
5911         union mc_target target;
5912         struct page *page;
5913
5914         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5915         if (ptl) {
5916                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5917                         spin_unlock(ptl);
5918                         return 0;
5919                 }
5920                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5921                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5922                         page = target.page;
5923                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5924                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5925                                                              mc.from, mc.to)) {
5926                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5927                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5928                                 }
5929                                 putback_lru_page(page);
5930                         }
5931                         put_page(page);
5932                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5933                         page = target.page;
5934                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5935                                                      mc.from, mc.to)) {
5936                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5937                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5938                         }
5939                         put_page(page);
5940                 }
5941                 spin_unlock(ptl);
5942                 return 0;
5943         }
5944
5945         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5946                 return 0;
5947 retry:
5948         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5949         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5950                 pte_t ptent = *(pte++);
5951                 bool device = false;
5952                 swp_entry_t ent;
5953
5954                 if (!mc.precharge)
5955                         break;
5956
5957                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5958                 case MC_TARGET_DEVICE:
5959                         device = true;
5960                         /* fall through */
5961                 case MC_TARGET_PAGE:
5962                         page = target.page;
5963                         /*
5964                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5965                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5966                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5967                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5968                          */
5969                         if (PageTransCompound(page))
5970                                 goto put;
5971                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5972                                 goto put;
5973                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5974                                                 mc.from, mc.to)) {
5975                                 mc.precharge--;
5976                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5977                                 mc.moved_charge++;
5978                         }
5979                         if (!device)
5980                                 putback_lru_page(page);
5981 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5982                         put_page(page);
5983                         break;
5984                 case MC_TARGET_SWAP:
5985                         ent = target.ent;
5986                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5987                                 mc.precharge--;
5988                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
5989                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
5990                                 mc.moved_swap++;
5991                         }
5992                         break;
5993                 default:
5994                         break;
5995                 }
5996         }
5997         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5998         cond_resched();
5999
6000         if (addr != end) {
6001                 /*
6002                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6003                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6004                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6005                  * phase.
6006                  */
6007                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6008                 if (!ret)
6009                         goto retry;
6010         }
6011
6012         return ret;
6013 }
6014
6015 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6016         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6017 };
6018
6019 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6020 {
6021         lru_add_drain_all();
6022         /*
6023          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6024          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6025          * for already started RCU-only updates to finish.
6026          */
6027         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6028         synchronize_rcu();
6029 retry:
6030         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
6031                 /*
6032                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6033                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6034                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6035                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6036                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6037                  */
6038                 __mem_cgroup_clear_mc();
6039                 cond_resched();
6040                 goto retry;
6041         }
6042         /*
6043          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6044          * additional charge, the page walk just aborts.
6045          */
6046         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6047                         NULL);
6048
6049         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
6050         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6051 }
6052
6053 static void mem_cgroup_move_task(void)
6054 {
6055         if (mc.to) {
6056                 mem_cgroup_move_charge();
6057                 mem_cgroup_clear_mc();
6058         }
6059 }
6060 #else   /* !CONFIG_MMU */
6061 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6062 {
6063         return 0;
6064 }
6065 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6066 {
6067 }
6068 static void mem_cgroup_move_task(void)
6069 {
6070 }
6071 #endif
6072
6073 /*
6074  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6075  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6076  * attempt.
6077  */
6078 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6079 {
6080         /*
6081          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6082          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6083          * on for the root memcg is enough.
6084          */
6085         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6086                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6087         else
6088                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6089 }
6090
6091 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6092 {
6093         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6094                 seq_puts(m, "max\n");
6095         else
6096                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6097
6098         return 0;
6099 }
6100
6101 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6102                                struct cftype *cft)
6103 {
6104         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6105
6106         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6107 }
6108
6109 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6110 {
6111         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6112                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6113 }
6114
6115 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6116                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6117 {
6118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6119         unsigned long min;
6120         int err;
6121
6122         buf = strstrip(buf);
6123         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6124         if (err)
6125                 return err;
6126
6127         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6128
6129         return nbytes;
6130 }
6131
6132 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6133 {
6134         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6135                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6136 }
6137
6138 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6139                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6140 {
6141         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6142         unsigned long low;
6143         int err;
6144
6145         buf = strstrip(buf);
6146         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6147         if (err)
6148                 return err;
6149
6150         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6151
6152         return nbytes;
6153 }
6154
6155 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6156 {
6157         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
6158 }
6159
6160 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6161                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6162 {
6163         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6164         unsigned long nr_pages;
6165         unsigned long high;
6166         int err;
6167
6168         buf = strstrip(buf);
6169         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6170         if (err)
6171                 return err;
6172
6173         memcg->high = high;
6174
6175         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6176         if (nr_pages > high)
6177                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6178                                              GFP_KERNEL, true);
6179
6180         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6181         return nbytes;
6182 }
6183
6184 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6185 {
6186         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6187                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6188 }
6189
6190 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6191                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6192 {
6193         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6194         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6195         bool drained = false;
6196         unsigned long max;
6197         int err;
6198
6199         buf = strstrip(buf);
6200         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6201         if (err)
6202                 return err;
6203
6204         xchg(&memcg->memory.max, max);
6205
6206         for (;;) {
6207                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6208
6209                 if (nr_pages <= max)
6210                         break;
6211
6212                 if (signal_pending(current)) {
6213                         err = -EINTR;
6214                         break;
6215                 }
6216
6217                 if (!drained) {
6218                         drain_all_stock(memcg);
6219                         drained = true;
6220                         continue;
6221                 }
6222
6223                 if (nr_reclaims) {
6224                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6225                                                           GFP_KERNEL, true))
6226                                 nr_reclaims--;
6227                         continue;
6228                 }
6229
6230                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6231                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6232                         break;
6233         }
6234
6235         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6236         return nbytes;
6237 }
6238
6239 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6240 {
6241         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6242         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6243         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6244         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6245         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6246                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6247 }
6248
6249 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6250 {
6251         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6252
6253         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6254         return 0;
6255 }
6256
6257 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6258 {
6259         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6260
6261         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6262         return 0;
6263 }
6264
6265 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6266 {
6267         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6268         char *buf;
6269
6270         buf = memory_stat_format(memcg);
6271         if (!buf)
6272                 return -ENOMEM;
6273         seq_puts(m, buf);
6274         kfree(buf);
6275         return 0;
6276 }
6277
6278 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6279 {
6280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6281
6282         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6283
6284         return 0;
6285 }
6286
6287 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6288                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6289 {
6290         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6291         int ret, oom_group;
6292
6293         buf = strstrip(buf);
6294         if (!buf)
6295                 return -EINVAL;
6296
6297         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6298         if (ret)
6299                 return ret;
6300
6301         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6302                 return -EINVAL;
6303
6304         memcg->oom_group = oom_group;
6305
6306         return nbytes;
6307 }
6308
6309 static struct cftype memory_files[] = {
6310         {
6311                 .name = "current",
6312                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6313                 .read_u64 = memory_current_read,
6314         },
6315         {
6316                 .name = "min",
6317                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6318                 .seq_show = memory_min_show,
6319                 .write = memory_min_write,
6320         },
6321         {
6322                 .name = "low",
6323                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6324                 .seq_show = memory_low_show,
6325                 .write = memory_low_write,
6326         },
6327         {
6328                 .name = "high",
6329                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6330                 .seq_show = memory_high_show,
6331                 .write = memory_high_write,
6332         },
6333         {
6334                 .name = "max",
6335                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6336                 .seq_show = memory_max_show,
6337                 .write = memory_max_write,
6338         },
6339         {
6340                 .name = "events",
6341                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6342                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6343                 .seq_show = memory_events_show,
6344         },
6345         {
6346                 .name = "events.local",
6347                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6348                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6349                 .seq_show = memory_events_local_show,
6350         },
6351         {
6352                 .name = "stat",
6353                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6354                 .seq_show = memory_stat_show,
6355         },
6356         {
6357                 .name = "oom.group",
6358                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6359                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6360                 .write = memory_oom_group_write,
6361         },
6362         { }     /* terminate */
6363 };
6364
6365 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6366         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6367         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6368         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6369         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6370         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6371         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6372         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6373         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6374         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6375         .bind = mem_cgroup_bind,
6376         .dfl_cftypes = memory_files,
6377         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6378         .early_init = 0,
6379 };
6380
6381 /**
6382  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6383  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6384  * @memcg: the memory cgroup to check
6385  *
6386  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6387  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6388  *
6389  * Returns one of the following:
6390  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6391  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6392  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6393  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6394  *
6395  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
6396  *
6397  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
6398  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
6399  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
6400  *
6401  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
6402  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
6403  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
6404  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
6405  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
6406  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
6407  * protected memory.
6408  *
6409  *                                             low_usage
6410  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
6411  *                                        siblings_low_usage
6412  *
6413  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
6414  * low_usage = |
6415  *             | 0, otherwise.
6416  *
6417  *
6418  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
6419  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
6420  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
6421  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
6422  * distribution.
6423  *
6424  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
6425  *
6426  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
6427  *    //\\
6428  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
6429  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
6430  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
6431  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
6432  *
6433  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
6434  * is expected (approximately):
6435  *
6436  *     A/memory.current = 2G
6437  *
6438  *     B/memory.current = 1.3G
6439  *     C/memory.current = 0.6G
6440  *     D/memory.current = 0
6441  *     E/memory.current = 0
6442  *
6443  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
6444  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
6445  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
6446  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
6447  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
6448  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
6449  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6450  */
6451 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6452                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6453 {
6454         struct mem_cgroup *parent;
6455         unsigned long emin, parent_emin;
6456         unsigned long elow, parent_elow;
6457         unsigned long usage;
6458
6459         if (mem_cgroup_disabled())
6460                 return MEMCG_PROT_NONE;
6461
6462         if (!root)
6463                 root = root_mem_cgroup;
6464
6465         /*
6466          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6467          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6468          * details.
6469          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6470          * that special casing.
6471          */
6472         if (memcg == root)
6473                 return MEMCG_PROT_NONE;
6474
6475         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6476         if (!usage)
6477                 return MEMCG_PROT_NONE;
6478
6479         emin = memcg->memory.min;
6480         elow = memcg->memory.low;
6481
6482         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6483         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6484         if (!parent)
6485                 return MEMCG_PROT_NONE;
6486
6487         if (parent == root)
6488                 goto exit;
6489
6490         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6491         emin = min(emin, parent_emin);
6492         if (emin && parent_emin) {
6493                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6494
6495                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6496                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6497                         &parent->memory.children_min_usage);
6498
6499                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6500                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6501                                    siblings_min_usage);
6502         }
6503
6504         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6505         elow = min(elow, parent_elow);
6506         if (elow && parent_elow) {
6507                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6508
6509                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6510                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6511                         &parent->memory.children_low_usage);
6512
6513                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6514                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6515                                    siblings_low_usage);
6516         }
6517
6518 exit:
6519         memcg->memory.emin = emin;
6520         memcg->memory.elow = elow;
6521
6522         if (usage <= emin)
6523                 return MEMCG_PROT_MIN;
6524         else if (usage <= elow)
6525                 return MEMCG_PROT_LOW;
6526         else
6527                 return MEMCG_PROT_NONE;
6528 }
6529
6530 /**
6531  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6532  * @page: page to charge
6533  * @mm: mm context of the victim
6534  * @gfp_mask: reclaim mode
6535  * @memcgp: charged memcg return
6536  * @compound: charge the page as compound or small page
6537  *
6538  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6539  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6540  *
6541  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6542  * Otherwise, an error code is returned.
6543  *
6544  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6545  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6546  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6547  */
6548 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6549                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6550                           bool compound)
6551 {
6552         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6553         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6554         int ret = 0;
6555
6556         if (mem_cgroup_disabled())
6557                 goto out;
6558
6559         if (PageSwapCache(page)) {
6560                 /*
6561                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6562                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6563                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6564                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6565                  * in turn serializes uncharging.
6566                  */
6567                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6568                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6569                         goto out;
6570
6571                 if (do_swap_account) {
6572                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6573                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6574
6575                         rcu_read_lock();
6576                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6577                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6578                                 memcg = NULL;
6579                         rcu_read_unlock();
6580                 }
6581         }
6582
6583         if (!memcg)
6584                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6585
6586         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6587
6588         css_put(&memcg->css);
6589 out:
6590         *memcgp = memcg;
6591         return ret;
6592 }
6593
6594 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6595                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6596                           bool compound)
6597 {
6598         struct mem_cgroup *memcg;
6599         int ret;
6600
6601         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6602         memcg = *memcgp;
6603         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6604         return ret;
6605 }
6606
6607 /**
6608  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6609  * @page: page to charge
6610  * @memcg: memcg to charge the page to
6611  * @lrucare: page might be on LRU already
6612  * @compound: charge the page as compound or small page
6613  *
6614  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6615  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6616  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6617  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6618  *
6619  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6620  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6621  *
6622  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6623  */
6624 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6625                               bool lrucare, bool compound)
6626 {
6627         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6628
6629         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6630         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6631
6632         if (mem_cgroup_disabled())
6633                 return;
6634         /*
6635          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6636          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6637          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6638          */
6639         if (!memcg)
6640                 return;
6641
6642         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6643
6644         local_irq_disable();
6645         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6646         memcg_check_events(memcg, page);
6647         local_irq_enable();
6648
6649         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6650                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6651                 /*
6652                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6653                  * let's not wait for it.  The page already received a
6654                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6655                  */
6656                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6657         }
6658 }
6659
6660 /**
6661  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6662  * @page: page to charge
6663  * @memcg: memcg to charge the page to
6664  * @compound: charge the page as compound or small page
6665  *
6666  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6667  */
6668 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6669                 bool compound)
6670 {
6671         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6672
6673         if (mem_cgroup_disabled())
6674                 return;
6675         /*
6676          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6677          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6678          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6679          */
6680         if (!memcg)
6681                 return;
6682
6683         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6684 }
6685
6686 struct uncharge_gather {
6687         struct mem_cgroup *memcg;
6688         unsigned long pgpgout;
6689         unsigned long nr_anon;
6690         unsigned long nr_file;
6691         unsigned long nr_kmem;
6692         unsigned long nr_huge;
6693         unsigned long nr_shmem;
6694         struct page *dummy_page;
6695 };
6696
6697 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6698 {
6699         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6700 }
6701
6702 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6703 {
6704         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6705         unsigned long flags;
6706
6707         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6708                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6709                 if (do_memsw_account())
6710                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6711                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6712                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6713                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6714         }
6715
6716         local_irq_save(flags);
6717         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6718         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6719         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6720         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6721         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6722         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6723         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6724         local_irq_restore(flags);
6725
6726         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6727                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6728 }
6729
6730 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6731 {
6732         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6733         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6734                         !PageHWPoison(page) , page);
6735
6736         if (!page->mem_cgroup)
6737                 return;
6738
6739         /*
6740          * Nobody should be changing or seriously looking at
6741          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6742          * exclusive access to the page.
6743          */
6744
6745         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6746                 if (ug->memcg) {
6747                         uncharge_batch(ug);
6748                         uncharge_gather_clear(ug);
6749                 }
6750                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6751         }
6752
6753         if (!PageKmemcg(page)) {
6754                 unsigned int nr_pages = 1;
6755
6756                 if (PageTransHuge(page)) {
6757                         nr_pages = compound_nr(page);
6758                         ug->nr_huge += nr_pages;
6759                 }
6760                 if (PageAnon(page))
6761                         ug->nr_anon += nr_pages;
6762                 else {
6763                         ug->nr_file += nr_pages;
6764                         if (PageSwapBacked(page))
6765                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6766                 }
6767                 ug->pgpgout++;
6768         } else {
6769                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6770                 __ClearPageKmemcg(page);
6771         }
6772
6773         ug->dummy_page = page;
6774         page->mem_cgroup = NULL;
6775 }
6776
6777 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6778 {
6779         struct uncharge_gather ug;
6780         struct list_head *next;
6781
6782         uncharge_gather_clear(&ug);
6783
6784         /*
6785          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6786          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6787          */
6788         next = page_list->next;
6789         do {
6790                 struct page *page;
6791
6792                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6793                 next = page->lru.next;
6794
6795                 uncharge_page(page, &ug);
6796         } while (next != page_list);
6797
6798         if (ug.memcg)
6799                 uncharge_batch(&ug);
6800 }
6801
6802 /**
6803  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6804  * @page: page to uncharge
6805  *
6806  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6807  * mem_cgroup_commit_charge().
6808  */
6809 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6810 {
6811         struct uncharge_gather ug;
6812
6813         if (mem_cgroup_disabled())
6814                 return;
6815
6816         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6817         if (!page->mem_cgroup)
6818                 return;
6819
6820         uncharge_gather_clear(&ug);
6821         uncharge_page(page, &ug);
6822         uncharge_batch(&ug);
6823 }
6824
6825 /**
6826  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6827  * @page_list: list of pages to uncharge
6828  *
6829  * Uncharge a list of pages previously charged with
6830  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6831  */
6832 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6833 {
6834         if (mem_cgroup_disabled())
6835                 return;
6836
6837         if (!list_empty(page_list))
6838                 uncharge_list(page_list);
6839 }
6840
6841 /**
6842  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6843  * @oldpage: currently circulating page
6844  * @newpage: replacement page
6845  *
6846  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6847  * be uncharged upon free.
6848  *
6849  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6850  */
6851 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6852 {
6853         struct mem_cgroup *memcg;
6854         unsigned int nr_pages;
6855         bool compound;
6856         unsigned long flags;
6857
6858         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6859         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6860         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6861         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6862                        newpage);
6863
6864         if (mem_cgroup_disabled())
6865                 return;
6866
6867         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6868         if (newpage->mem_cgroup)
6869                 return;
6870
6871         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6872         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6873         if (!memcg)
6874                 return;
6875
6876         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6877         compound = PageTransHuge(newpage);
6878         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6879
6880         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6881         if (do_memsw_account())
6882                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6883         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6884
6885         commit_charge(newpage, memcg, false);
6886
6887         local_irq_save(flags);
6888         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6889         memcg_check_events(memcg, newpage);
6890         local_irq_restore(flags);
6891 }
6892
6893 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6894 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6895
6896 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6897 {
6898         struct mem_cgroup *memcg;
6899
6900         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6901                 return;
6902
6903         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6904         if (in_interrupt())
6905                 return;
6906
6907         rcu_read_lock();
6908         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6909         if (memcg == root_mem_cgroup)
6910                 goto out;
6911         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6912                 goto out;
6913         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6914                 sk->sk_memcg = memcg;
6915 out:
6916         rcu_read_unlock();
6917 }
6918
6919 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6920 {
6921         if (sk->sk_memcg)
6922                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6923 }
6924
6925 /**
6926  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6927  * @memcg: memcg to charge
6928  * @nr_pages: number of pages to charge
6929  *
6930  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6931  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6932  */
6933 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6934 {
6935         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6936
6937         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6938                 struct page_counter *fail;
6939
6940                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6941                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6942                         return true;
6943                 }
6944                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6945                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6946                 return false;
6947         }
6948
6949         /* Don't block in the packet receive path */
6950         if (in_softirq())
6951                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6952
6953         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6954
6955         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6956                 return true;
6957
6958         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6959         return false;
6960 }
6961
6962 /**
6963  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6964  * @memcg: memcg to uncharge
6965  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6966  */
6967 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6968 {
6969         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6970                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6971                 return;
6972         }
6973
6974         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6975
6976         refill_stock(memcg, nr_pages);
6977 }
6978
6979 static int __init cgroup_memory(char *s)
6980 {
6981         char *token;
6982
6983         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6984                 if (!*token)
6985                         continue;
6986                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6987                         cgroup_memory_nosocket = true;
6988                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6989                         cgroup_memory_nokmem = true;
6990         }
6991         return 1;
6992 }
6993 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6994
6995 /*
6996  * subsys_initcall() for memory controller.
6997  *
6998  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6999  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7000  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7001  * should be initialized from here.
7002  */
7003 static int __init mem_cgroup_init(void)
7004 {
7005         int cpu, node;
7006
7007 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7008         /*
7009          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
7010          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
7011          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
7012          * destroyed simultaneously.
7013          */
7014         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
7015         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
7016 #endif
7017
7018         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7019                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7020
7021         for_each_possible_cpu(cpu)
7022                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7023                           drain_local_stock);
7024
7025         for_each_node(node) {
7026                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7027
7028                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7029                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7030
7031                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7032                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7033                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7034                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7035         }
7036
7037         return 0;
7038 }
7039 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7040
7041 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7042 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7043 {
7044         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7045                 /*
7046                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7047                  * always be >= 1.
7048                  */
7049                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7050                         VM_BUG_ON(1);
7051                         break;
7052                 }
7053                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7054                 if (!memcg)
7055                         memcg = root_mem_cgroup;
7056         }
7057         return memcg;
7058 }
7059
7060 /**
7061  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7062  * @page: page whose memsw charge to transfer
7063  * @entry: swap entry to move the charge to
7064  *
7065  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7066  */
7067 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7068 {
7069         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7070         unsigned int nr_entries;
7071         unsigned short oldid;
7072
7073         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7074         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7075
7076         if (!do_memsw_account())
7077                 return;
7078
7079         memcg = page->mem_cgroup;
7080
7081         /* Readahead page, never charged */
7082         if (!memcg)
7083                 return;
7084
7085         /*
7086          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7087          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7088          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7089          */
7090         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7091         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7092         /* Get references for the tail pages, too */
7093         if (nr_entries > 1)
7094                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7095         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7096                                    nr_entries);
7097         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7098         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7099
7100         page->mem_cgroup = NULL;
7101
7102         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7103                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7104
7105         if (memcg != swap_memcg) {
7106                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7107                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7108                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7109         }
7110
7111         /*
7112          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7113          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7114          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7115          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7116          */
7117         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7118         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
7119                                      -nr_entries);
7120         memcg_check_events(memcg, page);
7121
7122         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7123                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
7124 }
7125
7126 /**
7127  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7128  * @page: page being added to swap
7129  * @entry: swap entry to charge
7130  *
7131  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7132  *
7133  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7134  */
7135 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7136 {
7137         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7138         struct page_counter *counter;
7139         struct mem_cgroup *memcg;
7140         unsigned short oldid;
7141
7142         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
7143                 return 0;
7144
7145         memcg = page->mem_cgroup;
7146
7147         /* Readahead page, never charged */
7148         if (!memcg)
7149                 return 0;
7150
7151         if (!entry.val) {
7152                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7153                 return 0;
7154         }
7155
7156         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7157
7158         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7159             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7160                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7161                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7162                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7163                 return -ENOMEM;
7164         }
7165
7166         /* Get references for the tail pages, too */
7167         if (nr_pages > 1)
7168                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7169         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7170         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7171         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7172
7173         return 0;
7174 }
7175
7176 /**
7177  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7178  * @entry: swap entry to uncharge
7179  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7180  */
7181 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7182 {
7183         struct mem_cgroup *memcg;
7184         unsigned short id;
7185
7186         if (!do_swap_account)
7187                 return;
7188
7189         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7190         rcu_read_lock();
7191         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7192         if (memcg) {
7193                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7194                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7195                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7196                         else
7197                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7198                 }
7199                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7200                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7201         }
7202         rcu_read_unlock();
7203 }
7204
7205 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7206 {
7207         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7208
7209         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7210                 return nr_swap_pages;
7211         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7212                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7213                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7214                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7215         return nr_swap_pages;
7216 }
7217
7218 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7219 {
7220         struct mem_cgroup *memcg;
7221
7222         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7223
7224         if (vm_swap_full())
7225                 return true;
7226         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7227                 return false;
7228
7229         memcg = page->mem_cgroup;
7230         if (!memcg)
7231                 return false;
7232
7233         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7234                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
7235                         return true;
7236
7237         return false;
7238 }
7239
7240 /* for remember boot option*/
7241 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7242 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7243 #else
7244 static int really_do_swap_account __initdata;
7245 #endif
7246
7247 static int __init enable_swap_account(char *s)
7248 {
7249         if (!strcmp(s, "1"))
7250                 really_do_swap_account = 1;
7251         else if (!strcmp(s, "0"))
7252                 really_do_swap_account = 0;
7253         return 1;
7254 }
7255 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7256
7257 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7258                              struct cftype *cft)
7259 {
7260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7261
7262         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7263 }
7264
7265 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7266 {
7267         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7268                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7269 }
7270
7271 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7272                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7273 {
7274         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7275         unsigned long max;
7276         int err;
7277
7278         buf = strstrip(buf);
7279         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7280         if (err)
7281                 return err;
7282
7283         xchg(&memcg->swap.max, max);
7284
7285         return nbytes;
7286 }
7287
7288 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7289 {
7290         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7291
7292         seq_printf(m, "max %lu\n",
7293                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7294         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7295                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7296
7297         return 0;
7298 }
7299
7300 static struct cftype swap_files[] = {
7301         {
7302                 .name = "swap.current",
7303                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7304                 .read_u64 = swap_current_read,
7305         },
7306         {
7307                 .name = "swap.max",
7308                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7309                 .seq_show = swap_max_show,
7310                 .write = swap_max_write,
7311         },
7312         {
7313                 .name = "swap.events",
7314                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7315                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7316                 .seq_show = swap_events_show,
7317         },
7318         { }     /* terminate */
7319 };
7320
7321 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7322         {
7323                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7324                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7325                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7326         },
7327         {
7328                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7329                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7330                 .write = mem_cgroup_reset,
7331                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7332         },
7333         {
7334                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7335                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7336                 .write = mem_cgroup_write,
7337                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7338         },
7339         {
7340                 .name = "memsw.failcnt",
7341                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7342                 .write = mem_cgroup_reset,
7343                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7344         },
7345         { },    /* terminate */
7346 };
7347
7348 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7349 {
7350         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7351                 do_swap_account = 1;
7352                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7353                                                swap_files));
7354                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7355                                                   memsw_cgroup_files));
7356         }
7357         return 0;
7358 }
7359 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7360
7361 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */