GNU Linux-libre 5.4.274-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 (!old)
2218                 return;
2219
2220         if (stock->nr_pages) {
2221                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2222                 if (do_memsw_account())
2223                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2224                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2225                 stock->nr_pages = 0;
2226         }
2227
2228         css_put(&old->css);
2229         stock->cached = NULL;
2230 }
2231
2232 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2233 {
2234         struct memcg_stock_pcp *stock;
2235         unsigned long flags;
2236
2237         /*
2238          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2239          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2240          */
2241         local_irq_save(flags);
2242
2243         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2244         drain_stock(stock);
2245         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2246
2247         local_irq_restore(flags);
2248 }
2249
2250 /*
2251  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2252  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2253  */
2254 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2255 {
2256         struct memcg_stock_pcp *stock;
2257         unsigned long flags;
2258
2259         local_irq_save(flags);
2260
2261         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2262         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2263                 drain_stock(stock);
2264                 css_get(&memcg->css);
2265                 stock->cached = memcg;
2266         }
2267         stock->nr_pages += nr_pages;
2268
2269         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2270                 drain_stock(stock);
2271
2272         local_irq_restore(flags);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2277  * of the hierarchy under it.
2278  */
2279 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2280 {
2281         int cpu, curcpu;
2282
2283         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2284         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2285                 return;
2286         /*
2287          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2288          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2289          * as well as workers from this path always operate on the local
2290          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2291          */
2292         curcpu = get_cpu();
2293         for_each_online_cpu(cpu) {
2294                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2295                 struct mem_cgroup *memcg;
2296                 bool flush = false;
2297
2298                 rcu_read_lock();
2299                 memcg = stock->cached;
2300                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2301                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2302                         flush = true;
2303                 rcu_read_unlock();
2304
2305                 if (flush &&
2306                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2307                         if (cpu == curcpu)
2308                                 drain_local_stock(&stock->work);
2309                         else
2310                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2311                 }
2312         }
2313         put_cpu();
2314         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2315 }
2316
2317 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2318 {
2319         struct memcg_stock_pcp *stock;
2320         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2321
2322         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2323         drain_stock(stock);
2324
2325         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2326                 int i;
2327
2328                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2329                         int nid;
2330                         long x;
2331
2332                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2333                         if (x)
2334                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2335                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2336
2337                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2338                                 continue;
2339
2340                         for_each_node(nid) {
2341                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2342
2343                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2344                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2345                                 if (x)
2346                                         do {
2347                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2348                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2349                         }
2350                 }
2351
2352                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2353                         long x;
2354
2355                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2356                         if (x)
2357                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2358                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2359                 }
2360         }
2361
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2366                          unsigned int nr_pages,
2367                          gfp_t gfp_mask)
2368 {
2369         do {
2370                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2371                         continue;
2372                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2373                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2374         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2375 }
2376
2377 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2378 {
2379         struct mem_cgroup *memcg;
2380
2381         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2382         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2383 }
2384
2385 /*
2386  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2387  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2388  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2389  */
2390 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2391
2392 /*
2393  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2394  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2395  * below.
2396  *
2397  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2398  *   overage ratio to a delay.
2399  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down down the
2400  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2401  *   to produce a reasonable delay curve.
2402  *
2403  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2404  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2405  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2406  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2407  * example, with a high of 100 megabytes:
2408  *
2409  *  +-------+------------------------+
2410  *  | usage | time to allocate in ms |
2411  *  +-------+------------------------+
2412  *  | 100M  |                      0 |
2413  *  | 101M  |                      6 |
2414  *  | 102M  |                     25 |
2415  *  | 103M  |                     57 |
2416  *  | 104M  |                    102 |
2417  *  | 105M  |                    159 |
2418  *  | 106M  |                    230 |
2419  *  | 107M  |                    313 |
2420  *  | 108M  |                    409 |
2421  *  | 109M  |                    518 |
2422  *  | 110M  |                    639 |
2423  *  | 111M  |                    774 |
2424  *  | 112M  |                    921 |
2425  *  | 113M  |                   1081 |
2426  *  | 114M  |                   1254 |
2427  *  | 115M  |                   1439 |
2428  *  | 116M  |                   1638 |
2429  *  | 117M  |                   1849 |
2430  *  | 118M  |                   2000 |
2431  *  | 119M  |                   2000 |
2432  *  | 120M  |                   2000 |
2433  *  +-------+------------------------+
2434  */
2435  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2436  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2437
2438 /*
2439  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2440  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2441  */
2442 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2443                                           unsigned int nr_pages)
2444 {
2445         unsigned long penalty_jiffies;
2446         u64 max_overage = 0;
2447
2448         do {
2449                 unsigned long usage, high;
2450                 u64 overage;
2451
2452                 usage = page_counter_read(&memcg->memory);
2453                 high = READ_ONCE(memcg->high);
2454
2455                 if (usage <= high)
2456                         continue;
2457
2458                 /*
2459                  * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2460                  * it was a threshold of 1 page
2461                  */
2462                 high = max(high, 1UL);
2463
2464                 overage = usage - high;
2465                 overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2466                 overage = div64_u64(overage, high);
2467
2468                 if (overage > max_overage)
2469                         max_overage = overage;
2470         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2471                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2472
2473         if (!max_overage)
2474                 return 0;
2475
2476         /*
2477          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2478          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2479          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2480          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2481          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2482          * overage amount.
2483          */
2484         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2485         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2486         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2487
2488         /*
2489          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2490          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2491          * 4N-sized allocation.
2492          *
2493          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2494          * larger the current charge patch is than that.
2495          */
2496         penalty_jiffies = penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2497
2498         /*
2499          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2500          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2501          * extremely slowly.
2502          */
2503         return min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2508  * and reclaims memory over the high limit.
2509  */
2510 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2511 {
2512         unsigned long penalty_jiffies;
2513         unsigned long pflags;
2514         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2515         struct mem_cgroup *memcg;
2516
2517         if (likely(!nr_pages))
2518                 return;
2519
2520         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2521         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2522         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2523
2524         /*
2525          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2526          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2527          */
2528         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages);
2529
2530         /*
2531          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2532          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2533          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2534          * been aggressively reclaimed enough yet.
2535          */
2536         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2537                 goto out;
2538
2539         /*
2540          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2541          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2542          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2543          */
2544         psi_memstall_enter(&pflags);
2545         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2546         psi_memstall_leave(&pflags);
2547
2548 out:
2549         css_put(&memcg->css);
2550 }
2551
2552 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2553                       unsigned int nr_pages)
2554 {
2555         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2556         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2557         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2558         struct page_counter *counter;
2559         unsigned long nr_reclaimed;
2560         bool may_swap = true;
2561         bool drained = false;
2562         enum oom_status oom_status;
2563
2564         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2565                 return 0;
2566 retry:
2567         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2568                 return 0;
2569
2570         if (!do_memsw_account() ||
2571             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2572                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2573                         goto done_restock;
2574                 if (do_memsw_account())
2575                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2576                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2577         } else {
2578                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2579                 may_swap = false;
2580         }
2581
2582         if (batch > nr_pages) {
2583                 batch = nr_pages;
2584                 goto retry;
2585         }
2586
2587         /*
2588          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2589          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2590          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2591          * and let these go through as privileged allocations.
2592          */
2593         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2594                 goto force;
2595
2596         /*
2597          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2598          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2599          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2600          * free their memory.
2601          */
2602         if (unlikely(should_force_charge()))
2603                 goto force;
2604
2605         /*
2606          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2607          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2608          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2609          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2610          */
2611         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2612                 goto force;
2613
2614         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2615                 goto nomem;
2616
2617         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2618                 goto nomem;
2619
2620         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2621
2622         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2623                                                     gfp_mask, may_swap);
2624
2625         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2626                 goto retry;
2627
2628         if (!drained) {
2629                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2630                 drained = true;
2631                 goto retry;
2632         }
2633
2634         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2635                 goto nomem;
2636         /*
2637          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2638          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2639          * before killing the task.
2640          *
2641          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2642          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2643          * to regular pages anyway in case of failure.
2644          */
2645         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2646                 goto retry;
2647         /*
2648          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2649          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2650          */
2651         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2652                 goto retry;
2653
2654         if (nr_retries--)
2655                 goto retry;
2656
2657         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2658                 goto nomem;
2659
2660         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2661                 goto force;
2662
2663         if (fatal_signal_pending(current))
2664                 goto force;
2665
2666         /*
2667          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2668          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2669          * couldn't make any progress.
2670          */
2671         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2672                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2673         switch (oom_status) {
2674         case OOM_SUCCESS:
2675                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2676                 goto retry;
2677         case OOM_FAILED:
2678                 goto force;
2679         default:
2680                 goto nomem;
2681         }
2682 nomem:
2683         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2684                 return -ENOMEM;
2685 force:
2686         /*
2687          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2688          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2689          * temporarily by force charging it.
2690          */
2691         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2692         if (do_memsw_account())
2693                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2694         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2695
2696         return 0;
2697
2698 done_restock:
2699         css_get_many(&memcg->css, batch);
2700         if (batch > nr_pages)
2701                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2702
2703         /*
2704          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2705          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2706          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2707          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2708          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2709          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2710          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2711          */
2712         do {
2713                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2714                         /* Don't bother a random interrupted task */
2715                         if (in_interrupt()) {
2716                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2717                                 break;
2718                         }
2719                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2720                         set_notify_resume(current);
2721                         break;
2722                 }
2723         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2724
2725         return 0;
2726 }
2727
2728 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2729 {
2730         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2731                 return;
2732
2733         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2734         if (do_memsw_account())
2735                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2736
2737         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2738 }
2739
2740 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2741 {
2742         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2743
2744         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2745         if (PageLRU(page)) {
2746                 struct lruvec *lruvec;
2747
2748                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2749                 ClearPageLRU(page);
2750                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2751                 *isolated = 1;
2752         } else
2753                 *isolated = 0;
2754 }
2755
2756 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2757 {
2758         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2759
2760         if (isolated) {
2761                 struct lruvec *lruvec;
2762
2763                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2764                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2765                 SetPageLRU(page);
2766                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2767         }
2768         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2769 }
2770
2771 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2772                           bool lrucare)
2773 {
2774         int isolated;
2775
2776         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2777
2778         /*
2779          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2780          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2781          */
2782         if (lrucare)
2783                 lock_page_lru(page, &isolated);
2784
2785         /*
2786          * Nobody should be changing or seriously looking at
2787          * page->mem_cgroup at this point:
2788          *
2789          * - the page is uncharged
2790          *
2791          * - the page is off-LRU
2792          *
2793          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2794          *   a locked page table
2795          *
2796          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2797          *   have the page locked
2798          */
2799         page->mem_cgroup = memcg;
2800
2801         if (lrucare)
2802                 unlock_page_lru(page, isolated);
2803 }
2804
2805 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2806 /*
2807  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2808  *
2809  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2810  * cgroup_mutex, etc.
2811  */
2812 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2813 {
2814         struct page *page;
2815
2816         if (mem_cgroup_disabled())
2817                 return NULL;
2818
2819         page = virt_to_head_page(p);
2820
2821         /*
2822          * Slab pages don't have page->mem_cgroup set because corresponding
2823          * kmem caches can be reparented during the lifetime. That's why
2824          * memcg_from_slab_page() should be used instead.
2825          */
2826         if (PageSlab(page))
2827                 return memcg_from_slab_page(page);
2828
2829         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2830         return page->mem_cgroup;
2831 }
2832
2833 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2834 {
2835         int id, size;
2836         int err;
2837
2838         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2839                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2840         if (id < 0)
2841                 return id;
2842
2843         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2844                 return id;
2845
2846         /*
2847          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2848          * so we have to grow them.
2849          */
2850         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2851
2852         size = 2 * (id + 1);
2853         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2854                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2855         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2856                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2857
2858         err = memcg_update_all_caches(size);
2859         if (!err)
2860                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2861         if (!err)
2862                 memcg_nr_cache_ids = size;
2863
2864         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2865
2866         if (err) {
2867                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2868                 return err;
2869         }
2870         return id;
2871 }
2872
2873 static void memcg_free_cache_id(int id)
2874 {
2875         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2876 }
2877
2878 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2879         struct mem_cgroup *memcg;
2880         struct kmem_cache *cachep;
2881         struct work_struct work;
2882 };
2883
2884 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2885 {
2886         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2887                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2888         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2889         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2890
2891         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2892
2893         css_put(&memcg->css);
2894         kfree(cw);
2895 }
2896
2897 /*
2898  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2899  */
2900 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2901                                                struct kmem_cache *cachep)
2902 {
2903         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2904
2905         if (!css_tryget_online(&memcg->css))
2906                 return;
2907
2908         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2909         if (!cw) {
2910                 css_put(&memcg->css);
2911                 return;
2912         }
2913
2914         cw->memcg = memcg;
2915         cw->cachep = cachep;
2916         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2917
2918         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2919 }
2920
2921 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2922 {
2923         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2924                 return true;
2925         return false;
2926 }
2927
2928 /**
2929  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2930  * @cachep: the original global kmem cache
2931  *
2932  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2933  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2934  *
2935  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2936  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2937  * go through with the original cache.
2938  *
2939  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2940  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2941  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2942  * reference.
2943  */
2944 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2945 {
2946         struct mem_cgroup *memcg;
2947         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2948         struct memcg_cache_array *arr;
2949         int kmemcg_id;
2950
2951         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2952
2953         if (memcg_kmem_bypass())
2954                 return cachep;
2955
2956         rcu_read_lock();
2957
2958         if (unlikely(current->active_memcg))
2959                 memcg = current->active_memcg;
2960         else
2961                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2962
2963         if (!memcg || memcg == root_mem_cgroup)
2964                 goto out_unlock;
2965
2966         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2967         if (kmemcg_id < 0)
2968                 goto out_unlock;
2969
2970         arr = rcu_dereference(cachep->memcg_params.memcg_caches);
2971
2972         /*
2973          * Make sure we will access the up-to-date value. The code updating
2974          * memcg_caches issues a write barrier to match the data dependency
2975          * barrier inside READ_ONCE() (see memcg_create_kmem_cache()).
2976          */
2977         memcg_cachep = READ_ONCE(arr->entries[kmemcg_id]);
2978
2979         /*
2980          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2981          * context), we could be be predictable and return right away.
2982          * This would guarantee that the allocation being performed
2983          * already belongs in the new cache.
2984          *
2985          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2986          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2987          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2988          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2989          * defer everything.
2990          *
2991          * If the memcg is dying or memcg_cache is about to be released,
2992          * don't bother creating new kmem_caches. Because memcg_cachep
2993          * is ZEROed as the fist step of kmem offlining, we don't need
2994          * percpu_ref_tryget_live() here. css_tryget_online() check in
2995          * memcg_schedule_kmem_cache_create() will prevent us from
2996          * creation of a new kmem_cache.
2997          */
2998         if (unlikely(!memcg_cachep))
2999                 memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
3000         else if (percpu_ref_tryget(&memcg_cachep->memcg_params.refcnt))
3001                 cachep = memcg_cachep;
3002 out_unlock:
3003         rcu_read_unlock();
3004         return cachep;
3005 }
3006
3007 /**
3008  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
3009  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
3010  */
3011 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
3012 {
3013         if (!is_root_cache(cachep))
3014                 percpu_ref_put(&cachep->memcg_params.refcnt);
3015 }
3016
3017 /**
3018  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
3019  * @page: page to charge
3020  * @gfp: reclaim mode
3021  * @order: allocation order
3022  * @memcg: memory cgroup to charge
3023  *
3024  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3025  */
3026 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
3027                             struct mem_cgroup *memcg)
3028 {
3029         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3030         struct page_counter *counter;
3031         int ret;
3032
3033         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3034         if (ret)
3035                 return ret;
3036
3037         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3038             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3039
3040                 /*
3041                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3042                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3043                  * handling code.
3044                  */
3045                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3046                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3047                         return 0;
3048                 }
3049                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3050                 return -ENOMEM;
3051         }
3052         return 0;
3053 }
3054
3055 /**
3056  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
3057  * @page: page to charge
3058  * @gfp: reclaim mode
3059  * @order: allocation order
3060  *
3061  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3062  */
3063 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3064 {
3065         struct mem_cgroup *memcg;
3066         int ret = 0;
3067
3068         if (memcg_kmem_bypass())
3069                 return 0;
3070
3071         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3072         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3073                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
3074                 if (!ret) {
3075                         page->mem_cgroup = memcg;
3076                         __SetPageKmemcg(page);
3077                 }
3078         }
3079         css_put(&memcg->css);
3080         return ret;
3081 }
3082
3083 /**
3084  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
3085  * @memcg: memcg to uncharge
3086  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3087  */
3088 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
3089                                  unsigned int nr_pages)
3090 {
3091         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3092                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3093
3094         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
3095         if (do_memsw_account())
3096                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
3097 }
3098 /**
3099  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
3100  * @page: page to uncharge
3101  * @order: allocation order
3102  */
3103 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
3104 {
3105         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3106         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3107
3108         if (!memcg)
3109                 return;
3110
3111         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3112         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
3113         page->mem_cgroup = NULL;
3114
3115         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3116         if (PageKmemcg(page))
3117                 __ClearPageKmemcg(page);
3118
3119         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
3120 }
3121 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3122
3123 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3124
3125 /*
3126  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3127  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
3128  */
3129 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3130 {
3131         int i;
3132
3133         if (mem_cgroup_disabled())
3134                 return;
3135
3136         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
3137                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
3138
3139         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
3140 }
3141 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3142
3143 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3144 /**
3145  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3146  * @entry: swap entry to be moved
3147  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3148  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3149  *
3150  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3151  * as the mem_cgroup's id of @from.
3152  *
3153  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3154  *
3155  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3156  * both res and memsw, and called css_get().
3157  */
3158 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3159                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3160 {
3161         unsigned short old_id, new_id;
3162
3163         old_id = mem_cgroup_id(from);
3164         new_id = mem_cgroup_id(to);
3165
3166         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3167                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3168                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3169                 return 0;
3170         }
3171         return -EINVAL;
3172 }
3173 #else
3174 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3175                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3176 {
3177         return -EINVAL;
3178 }
3179 #endif
3180
3181 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3182
3183 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3184                                  unsigned long max, bool memsw)
3185 {
3186         bool enlarge = false;
3187         bool drained = false;
3188         int ret;
3189         bool limits_invariant;
3190         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3191
3192         do {
3193                 if (signal_pending(current)) {
3194                         ret = -EINTR;
3195                         break;
3196                 }
3197
3198                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3199                 /*
3200                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3201                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3202                  */
3203                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
3204                                            max <= memcg->memsw.max;
3205                 if (!limits_invariant) {
3206                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3207                         ret = -EINVAL;
3208                         break;
3209                 }
3210                 if (max > counter->max)
3211                         enlarge = true;
3212                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3213                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3214
3215                 if (!ret)
3216                         break;
3217
3218                 if (!drained) {
3219                         drain_all_stock(memcg);
3220                         drained = true;
3221                         continue;
3222                 }
3223
3224                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3225                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3226                         ret = -EBUSY;
3227                         break;
3228                 }
3229         } while (true);
3230
3231         if (!ret && enlarge)
3232                 memcg_oom_recover(memcg);
3233
3234         return ret;
3235 }
3236
3237 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3238                                             gfp_t gfp_mask,
3239                                             unsigned long *total_scanned)
3240 {
3241         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3242         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3243         unsigned long reclaimed;
3244         int loop = 0;
3245         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3246         unsigned long excess;
3247         unsigned long nr_scanned;
3248
3249         if (order > 0)
3250                 return 0;
3251
3252         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3253
3254         /*
3255          * Do not even bother to check the largest node if the root
3256          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3257          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3258          */
3259         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3260                 return 0;
3261
3262         /*
3263          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3264          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3265          * pressure
3266          */
3267         do {
3268                 if (next_mz)
3269                         mz = next_mz;
3270                 else
3271                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3272                 if (!mz)
3273                         break;
3274
3275                 nr_scanned = 0;
3276                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3277                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3278                 nr_reclaimed += reclaimed;
3279                 *total_scanned += nr_scanned;
3280                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3281                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3282
3283                 /*
3284                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3285                  * it is time to move on to the next cgroup
3286                  */
3287                 next_mz = NULL;
3288                 if (!reclaimed)
3289                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3290
3291                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3292                 /*
3293                  * One school of thought says that we should not add
3294                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3295                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3296                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3297                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3298                  * term TODO.
3299                  */
3300                 /* If excess == 0, no tree ops */
3301                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3302                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3303                 css_put(&mz->memcg->css);
3304                 loop++;
3305                 /*
3306                  * Could not reclaim anything and there are no more
3307                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3308                  * reclaiming anything.
3309                  */
3310                 if (!nr_reclaimed &&
3311                         (next_mz == NULL ||
3312                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3313                         break;
3314         } while (!nr_reclaimed);
3315         if (next_mz)
3316                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3317         return nr_reclaimed;
3318 }
3319
3320 /*
3321  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3322  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3323  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3324  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3325  */
3326 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3327 {
3328         bool ret;
3329
3330         rcu_read_lock();
3331         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3332         rcu_read_unlock();
3333         return ret;
3334 }
3335
3336 /*
3337  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3338  *
3339  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3340  */
3341 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3342 {
3343         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3344
3345         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3346         lru_add_drain_all();
3347
3348         drain_all_stock(memcg);
3349
3350         /* try to free all pages in this cgroup */
3351         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3352                 int progress;
3353
3354                 if (signal_pending(current))
3355                         return -EINTR;
3356
3357                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3358                                                         GFP_KERNEL, true);
3359                 if (!progress) {
3360                         nr_retries--;
3361                         /* maybe some writeback is necessary */
3362                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3363                 }
3364
3365         }
3366
3367         return 0;
3368 }
3369
3370 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3371                                             char *buf, size_t nbytes,
3372                                             loff_t off)
3373 {
3374         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3375
3376         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3377                 return -EINVAL;
3378         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3379 }
3380
3381 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3382                                      struct cftype *cft)
3383 {
3384         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3385 }
3386
3387 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3388                                       struct cftype *cft, u64 val)
3389 {
3390         int retval = 0;
3391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3392         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3393
3394         if (memcg->use_hierarchy == val)
3395                 return 0;
3396
3397         /*
3398          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3399          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3400          * occur, provided the current cgroup has no children.
3401          *
3402          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3403          * set if there are no children.
3404          */
3405         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3406                                 (val == 1 || val == 0)) {
3407                 if (!memcg_has_children(memcg))
3408                         memcg->use_hierarchy = val;
3409                 else
3410                         retval = -EBUSY;
3411         } else
3412                 retval = -EINVAL;
3413
3414         return retval;
3415 }
3416
3417 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3418 {
3419         unsigned long val;
3420
3421         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3422                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3423                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3424                 if (swap)
3425                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3426         } else {
3427                 if (!swap)
3428                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3429                 else
3430                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3431         }
3432         return val;
3433 }
3434
3435 enum {
3436         RES_USAGE,
3437         RES_LIMIT,
3438         RES_MAX_USAGE,
3439         RES_FAILCNT,
3440         RES_SOFT_LIMIT,
3441 };
3442
3443 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3444                                struct cftype *cft)
3445 {
3446         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3447         struct page_counter *counter;
3448
3449         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3450         case _MEM:
3451                 counter = &memcg->memory;
3452                 break;
3453         case _MEMSWAP:
3454                 counter = &memcg->memsw;
3455                 break;
3456         case _KMEM:
3457                 counter = &memcg->kmem;
3458                 break;
3459         case _TCP:
3460                 counter = &memcg->tcpmem;
3461                 break;
3462         default:
3463                 BUG();
3464         }
3465
3466         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3467         case RES_USAGE:
3468                 if (counter == &memcg->memory)
3469                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3470                 if (counter == &memcg->memsw)
3471                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3472                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3473         case RES_LIMIT:
3474                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3475         case RES_MAX_USAGE:
3476                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3477         case RES_FAILCNT:
3478                 return counter->failcnt;
3479         case RES_SOFT_LIMIT:
3480                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3481         default:
3482                 BUG();
3483         }
3484 }
3485
3486 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3487 {
3488         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3489         struct mem_cgroup *mi;
3490         int node, cpu, i;
3491
3492         for_each_online_cpu(cpu)
3493                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3494                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3495
3496         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3497                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3498                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3499
3500         for_each_node(node) {
3501                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3502                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3503
3504                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3505                         stat[i] = 0;
3506
3507                 for_each_online_cpu(cpu)
3508                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3509                                 stat[i] += per_cpu(
3510                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3511
3512                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3513                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3514                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3515         }
3516 }
3517
3518 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3519 {
3520         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3521         struct mem_cgroup *mi;
3522         int cpu, i;
3523
3524         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3525                 events[i] = 0;
3526
3527         for_each_online_cpu(cpu)
3528                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3529                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3530                                              cpu);
3531
3532         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3533                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3534                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3535 }
3536
3537 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3538 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3539 {
3540         int memcg_id;
3541
3542         if (cgroup_memory_nokmem)
3543                 return 0;
3544
3545         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3546         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3547
3548         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3549         if (memcg_id < 0)
3550                 return memcg_id;
3551
3552         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3553         /*
3554          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3555          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3556          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3557          * patched.
3558          */
3559         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3560         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3561         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3562
3563         return 0;
3564 }
3565
3566 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3567 {
3568         struct cgroup_subsys_state *css;
3569         struct mem_cgroup *parent, *child;
3570         int kmemcg_id;
3571
3572         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3573                 return;
3574         /*
3575          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3576          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3577          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3578          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3579          */
3580         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3581
3582         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3583         if (!parent)
3584                 parent = root_mem_cgroup;
3585
3586         /*
3587          * Deactivate and reparent kmem_caches.
3588          */
3589         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg, parent);
3590
3591         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3592         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3593
3594         /*
3595          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3596          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3597          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3598          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3599          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3600          * memcg_drain_all_list_lrus().
3601          */
3602         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3603         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3604                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3605                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3606                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3607                 if (!memcg->use_hierarchy)
3608                         break;
3609         }
3610         rcu_read_unlock();
3611
3612         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3613
3614         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3615 }
3616
3617 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3618 {
3619         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3620         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3621                 memcg_offline_kmem(memcg);
3622
3623         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3624                 WARN_ON(!list_empty(&memcg->kmem_caches));
3625                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3626         }
3627 }
3628 #else
3629 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3630 {
3631         return 0;
3632 }
3633 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3634 {
3635 }
3636 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3637 {
3638 }
3639 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3640
3641 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3642                                  unsigned long max)
3643 {
3644         int ret;
3645
3646         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3647         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3648         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3649         return ret;
3650 }
3651
3652 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3653 {
3654         int ret;
3655
3656         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3657
3658         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3659         if (ret)
3660                 goto out;
3661
3662         if (!memcg->tcpmem_active) {
3663                 /*
3664                  * The active flag needs to be written after the static_key
3665                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3666                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3667                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3668                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3669                  *
3670                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3671                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3672                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3673                  * yet, we'll lose accounting.
3674                  *
3675                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3676                  * because when this value change, the code to process it is not
3677                  * patched in yet.
3678                  */
3679                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3680                 memcg->tcpmem_active = true;
3681         }
3682 out:
3683         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3684         return ret;
3685 }
3686
3687 /*
3688  * The user of this function is...
3689  * RES_LIMIT.
3690  */
3691 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3692                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3693 {
3694         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3695         unsigned long nr_pages;
3696         int ret;
3697
3698         buf = strstrip(buf);
3699         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3700         if (ret)
3701                 return ret;
3702
3703         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3704         case RES_LIMIT:
3705                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3706                         ret = -EINVAL;
3707                         break;
3708                 }
3709                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3710                 case _MEM:
3711                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3712                         break;
3713                 case _MEMSWAP:
3714                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3715                         break;
3716                 case _KMEM:
3717                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3718                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3719                                      "depend on this functionality.\n");
3720                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3721                         break;
3722                 case _TCP:
3723                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3724                         break;
3725                 }
3726                 break;
3727         case RES_SOFT_LIMIT:
3728                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3729                 ret = 0;
3730                 break;
3731         }
3732         return ret ?: nbytes;
3733 }
3734
3735 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3736                                 size_t nbytes, loff_t off)
3737 {
3738         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3739         struct page_counter *counter;
3740
3741         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3742         case _MEM:
3743                 counter = &memcg->memory;
3744                 break;
3745         case _MEMSWAP:
3746                 counter = &memcg->memsw;
3747                 break;
3748         case _KMEM:
3749                 counter = &memcg->kmem;
3750                 break;
3751         case _TCP:
3752                 counter = &memcg->tcpmem;
3753                 break;
3754         default:
3755                 BUG();
3756         }
3757
3758         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3759         case RES_MAX_USAGE:
3760                 page_counter_reset_watermark(counter);
3761                 break;
3762         case RES_FAILCNT:
3763                 counter->failcnt = 0;
3764                 break;
3765         default:
3766                 BUG();
3767         }
3768
3769         return nbytes;
3770 }
3771
3772 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3773                                         struct cftype *cft)
3774 {
3775         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3776 }
3777
3778 #ifdef CONFIG_MMU
3779 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3780                                         struct cftype *cft, u64 val)
3781 {
3782         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3783
3784         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
3785                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3786                      "depend on this functionality.\n");
3787
3788         if (val & ~MOVE_MASK)
3789                 return -EINVAL;
3790
3791         /*
3792          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3793          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3794          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3795          * affect task migrations starting after the change.
3796          */
3797         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3798         return 0;
3799 }
3800 #else
3801 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3802                                         struct cftype *cft, u64 val)
3803 {
3804         return -ENOSYS;
3805 }
3806 #endif
3807
3808 #ifdef CONFIG_NUMA
3809
3810 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3811 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3812 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3813
3814 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3815                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3816 {
3817         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3818         unsigned long nr = 0;
3819         enum lru_list lru;
3820
3821         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3822
3823         for_each_lru(lru) {
3824                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3825                         continue;
3826                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3827         }
3828         return nr;
3829 }
3830
3831 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3832                                              unsigned int lru_mask)
3833 {
3834         unsigned long nr = 0;
3835         enum lru_list lru;
3836
3837         for_each_lru(lru) {
3838                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3839                         continue;
3840                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3841         }
3842         return nr;
3843 }
3844
3845 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3846 {
3847         struct numa_stat {
3848                 const char *name;
3849                 unsigned int lru_mask;
3850         };
3851
3852         static const struct numa_stat stats[] = {
3853                 { "total", LRU_ALL },
3854                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3855                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3856                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3857         };
3858         const struct numa_stat *stat;
3859         int nid;
3860         unsigned long nr;
3861         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3862
3863         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3864                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3865                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3866                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3867                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3868                                                           stat->lru_mask);
3869                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3870                 }
3871                 seq_putc(m, '\n');
3872         }
3873
3874         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3875                 struct mem_cgroup *iter;
3876
3877                 nr = 0;
3878                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3879                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3880                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3881                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3882                         nr = 0;
3883                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3884                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3885                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3886                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3887                 }
3888                 seq_putc(m, '\n');
3889         }
3890
3891         return 0;
3892 }
3893 #endif /* CONFIG_NUMA */
3894
3895 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3896         MEMCG_CACHE,
3897         MEMCG_RSS,
3898         MEMCG_RSS_HUGE,
3899         NR_SHMEM,
3900         NR_FILE_MAPPED,
3901         NR_FILE_DIRTY,
3902         NR_WRITEBACK,
3903         MEMCG_SWAP,
3904 };
3905
3906 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3907         "cache",
3908         "rss",
3909         "rss_huge",
3910         "shmem",
3911         "mapped_file",
3912         "dirty",
3913         "writeback",
3914         "swap",
3915 };
3916
3917 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3918 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3919         PGPGIN,
3920         PGPGOUT,
3921         PGFAULT,
3922         PGMAJFAULT,
3923 };
3924
3925 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3926         "pgpgin",
3927         "pgpgout",
3928         "pgfault",
3929         "pgmajfault",
3930 };
3931
3932 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3933 {
3934         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3935         unsigned long memory, memsw;
3936         struct mem_cgroup *mi;
3937         unsigned int i;
3938
3939         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3940         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3941
3942         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3943                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3944                         continue;
3945                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3946                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3947                            PAGE_SIZE);
3948         }
3949
3950         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3951                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3952                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3953
3954         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3955                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3956                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3957                            PAGE_SIZE);
3958
3959         /* Hierarchical information */
3960         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3961         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3962                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3963                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3964         }
3965         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3966                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3967         if (do_memsw_account())
3968                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3969                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3970
3971         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3972                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3973                         continue;
3974                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3975                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3976                            PAGE_SIZE);
3977         }
3978
3979         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3980                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3981                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3982
3983         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3984                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3985                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3986                            PAGE_SIZE);
3987
3988 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3989         {
3990                 pg_data_t *pgdat;
3991                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3992                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3993                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3994                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3995
3996                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3997                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3998                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3999
4000                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
4001                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
4002                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
4003                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
4004                 }
4005                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
4006                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
4007                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
4008                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
4009         }
4010 #endif
4011
4012         return 0;
4013 }
4014
4015 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4016                                       struct cftype *cft)
4017 {
4018         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4019
4020         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4021 }
4022
4023 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4024                                        struct cftype *cft, u64 val)
4025 {
4026         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4027
4028         if (val > 100)
4029                 return -EINVAL;
4030
4031         if (css->parent)
4032                 memcg->swappiness = val;
4033         else
4034                 vm_swappiness = val;
4035
4036         return 0;
4037 }
4038
4039 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4040 {
4041         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4042         unsigned long usage;
4043         int i;
4044
4045         rcu_read_lock();
4046         if (!swap)
4047                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4048         else
4049                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4050
4051         if (!t)
4052                 goto unlock;
4053
4054         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4055
4056         /*
4057          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4058          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4059          * call of __mem_cgroup_threshold().
4060          */
4061         i = t->current_threshold;
4062
4063         /*
4064          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4065          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4066          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4067          * only one element of the array here.
4068          */
4069         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4070                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4071
4072         /* i = current_threshold + 1 */
4073         i++;
4074
4075         /*
4076          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4077          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4078          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4079          * only one element of the array here.
4080          */
4081         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4082                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4083
4084         /* Update current_threshold */
4085         t->current_threshold = i - 1;
4086 unlock:
4087         rcu_read_unlock();
4088 }
4089
4090 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4091 {
4092         while (memcg) {
4093                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4094                 if (do_memsw_account())
4095                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4096
4097                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4098         }
4099 }
4100
4101 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4102 {
4103         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4104         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4105
4106         if (_a->threshold > _b->threshold)
4107                 return 1;
4108
4109         if (_a->threshold < _b->threshold)
4110                 return -1;
4111
4112         return 0;
4113 }
4114
4115 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4116 {
4117         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4118
4119         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4120
4121         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4122                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4123
4124         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4125         return 0;
4126 }
4127
4128 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4129 {
4130         struct mem_cgroup *iter;
4131
4132         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4133                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4134 }
4135
4136 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4137         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4138 {
4139         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4140         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4141         unsigned long threshold;
4142         unsigned long usage;
4143         int i, size, ret;
4144
4145         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4146         if (ret)
4147                 return ret;
4148
4149         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4150
4151         if (type == _MEM) {
4152                 thresholds = &memcg->thresholds;
4153                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4154         } else if (type == _MEMSWAP) {
4155                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4156                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4157         } else
4158                 BUG();
4159
4160         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4161         if (thresholds->primary)
4162                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4163
4164         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4165
4166         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4167         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4168         if (!new) {
4169                 ret = -ENOMEM;
4170                 goto unlock;
4171         }
4172         new->size = size;
4173
4174         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4175         if (thresholds->primary) {
4176                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4177                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4178         }
4179
4180         /* Add new threshold */
4181         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4182         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4183
4184         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4185         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4186                         compare_thresholds, NULL);
4187
4188         /* Find current threshold */
4189         new->current_threshold = -1;
4190         for (i = 0; i < size; i++) {
4191                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4192                         /*
4193                          * new->current_threshold will not be used until
4194                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4195                          * it here.
4196                          */
4197                         ++new->current_threshold;
4198                 } else
4199                         break;
4200         }
4201
4202         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4203         kfree(thresholds->spare);
4204         thresholds->spare = thresholds->primary;
4205
4206         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4207
4208         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4209         synchronize_rcu();
4210
4211 unlock:
4212         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4213
4214         return ret;
4215 }
4216
4217 static int mem_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, _MEM);
4221 }
4222
4223 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4224         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4225 {
4226         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4227 }
4228
4229 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4230         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4231 {
4232         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4233         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4234         unsigned long usage;
4235         int i, j, size, entries;
4236
4237         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4238
4239         if (type == _MEM) {
4240                 thresholds = &memcg->thresholds;
4241                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4242         } else if (type == _MEMSWAP) {
4243                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4244                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4245         } else
4246                 BUG();
4247
4248         if (!thresholds->primary)
4249                 goto unlock;
4250
4251         /* Check if a threshold crossed before removing */
4252         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4253
4254         /* Calculate new number of threshold */
4255         size = entries = 0;
4256         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4257                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4258                         size++;
4259                 else
4260                         entries++;
4261         }
4262
4263         new = thresholds->spare;
4264
4265         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4266         if (!entries)
4267                 goto unlock;
4268
4269         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4270         if (!size) {
4271                 kfree(new);
4272                 new = NULL;
4273                 goto swap_buffers;
4274         }
4275
4276         new->size = size;
4277
4278         /* Copy thresholds and find current threshold */
4279         new->current_threshold = -1;
4280         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4281                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4282                         continue;
4283
4284                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4285                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4286                         /*
4287                          * new->current_threshold will not be used
4288                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4289                          * it here.
4290                          */
4291                         ++new->current_threshold;
4292                 }
4293                 j++;
4294         }
4295
4296 swap_buffers:
4297         /* Swap primary and spare array */
4298         thresholds->spare = thresholds->primary;
4299
4300         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4301
4302         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4303         synchronize_rcu();
4304
4305         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4306         if (!new) {
4307                 kfree(thresholds->spare);
4308                 thresholds->spare = NULL;
4309         }
4310 unlock:
4311         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4312 }
4313
4314 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4315         struct eventfd_ctx *eventfd)
4316 {
4317         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4318 }
4319
4320 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4321         struct eventfd_ctx *eventfd)
4322 {
4323         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4324 }
4325
4326 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4327         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4328 {
4329         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4330
4331         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4332         if (!event)
4333                 return -ENOMEM;
4334
4335         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4336
4337         event->eventfd = eventfd;
4338         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4339
4340         /* already in OOM ? */
4341         if (memcg->under_oom)
4342                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4343         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4344
4345         return 0;
4346 }
4347
4348 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4349         struct eventfd_ctx *eventfd)
4350 {
4351         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4352
4353         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4354
4355         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4356                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4357                         list_del(&ev->list);
4358                         kfree(ev);
4359                 }
4360         }
4361
4362         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4363 }
4364
4365 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4366 {
4367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4368
4369         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4370         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4371         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4372                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4373         return 0;
4374 }
4375
4376 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4377         struct cftype *cft, u64 val)
4378 {
4379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4380
4381         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4382         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4383                 return -EINVAL;
4384
4385         memcg->oom_kill_disable = val;
4386         if (!val)
4387                 memcg_oom_recover(memcg);
4388
4389         return 0;
4390 }
4391
4392 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4393
4394 #include <trace/events/writeback.h>
4395
4396 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4397 {
4398         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4399 }
4400
4401 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4402 {
4403         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4404 }
4405
4406 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4407 {
4408         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4409 }
4410
4411 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4412 {
4413         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4414
4415         if (!memcg->css.parent)
4416                 return NULL;
4417
4418         return &memcg->cgwb_domain;
4419 }
4420
4421 /*
4422  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4423  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4424  */
4425 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4426 {
4427         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4428         int cpu;
4429
4430         for_each_online_cpu(cpu)
4431                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4432         if (x < 0)
4433                 x = 0;
4434         return x;
4435 }
4436
4437 /**
4438  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4439  * @wb: bdi_writeback in question
4440  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4441  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4442  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4443  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4444  *
4445  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4446  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4447  * is a bit more involved.
4448  *
4449  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4450  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4451  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4452  * available memory in the system.  The caller should further cap
4453  * *@pheadroom accordingly.
4454  */
4455 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4456                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4457                          unsigned long *pwriteback)
4458 {
4459         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4460         struct mem_cgroup *parent;
4461
4462         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4463
4464         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4465         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4466         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4467                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4468         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4469
4470         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4471                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4472                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4473
4474                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4475                 memcg = parent;
4476         }
4477 }
4478
4479 /*
4480  * Foreign dirty flushing
4481  *
4482  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4483  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4484  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4485  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4486  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4487  * different cgroups isn't a common use-case.
4488  *
4489  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4490  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4491  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4492  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4493  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4494  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4495  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4496  * make writeback of the dirty pages happen.
4497  *
4498  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4499  * severely throttled after making some progress after each
4500  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4501  * completely idle.
4502  *
4503  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4504  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4505  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4506  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4507  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4508  *
4509  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4510  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4511  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4512  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4513  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4514  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4515  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4516  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4517  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4518  *
4519  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4520  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4521  * records are lockless and racy.
4522  */
4523 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4524                                              struct bdi_writeback *wb)
4525 {
4526         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4527         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4528         u64 now = get_jiffies_64();
4529         u64 oldest_at = now;
4530         int oldest = -1;
4531         int i;
4532
4533         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4534
4535         /*
4536          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4537          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4538          * written out.
4539          */
4540         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4541                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4542                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4543                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4544                         break;
4545                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4546                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4547                         oldest = i;
4548                         oldest_at = frn->at;
4549                 }
4550         }
4551
4552         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4553                 /*
4554                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4555                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4556                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4557                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4558                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4559                  */
4560                 unsigned long update_intv =
4561                         min_t(unsigned long, HZ,
4562                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4563
4564                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4565                         frn->at = now;
4566         } else if (oldest >= 0) {
4567                 /* replace the oldest free one */
4568                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4569                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4570                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4571                 frn->at = now;
4572         }
4573 }
4574
4575 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4576 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4577 {
4578         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4579         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4580         u64 now = jiffies_64;
4581         int i;
4582
4583         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4584                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4585
4586                 /*
4587                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4588                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4589                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4590                  * already one in flight.
4591                  */
4592                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4593                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4594                         frn->at = 0;
4595                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4596                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4597                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4598                                                &frn->done);
4599                 }
4600         }
4601 }
4602
4603 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4604
4605 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4606 {
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4611 {
4612 }
4613
4614 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4615 {
4616 }
4617
4618 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4619
4620 /*
4621  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4622  *
4623  * "cgroup.event_control" implementation.
4624  *
4625  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4626  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4627  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4628  *
4629  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4630  * possible.
4631  */
4632
4633 /*
4634  * Unregister event and free resources.
4635  *
4636  * Gets called from workqueue.
4637  */
4638 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4639 {
4640         struct mem_cgroup_event *event =
4641                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4642         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4643
4644         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4645
4646         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4647
4648         /* Notify userspace the event is going away. */
4649         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4650
4651         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4652         kfree(event);
4653         css_put(&memcg->css);
4654 }
4655
4656 /*
4657  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4658  *
4659  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4660  */
4661 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4662                             int sync, void *key)
4663 {
4664         struct mem_cgroup_event *event =
4665                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4666         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4667         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4668
4669         if (flags & EPOLLHUP) {
4670                 /*
4671                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4672                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4673                  * for us.
4674                  *
4675                  * We can't race against event freeing since the other
4676                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4677                  * which we hold.
4678                  */
4679                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4680                 if (!list_empty(&event->list)) {
4681                         list_del_init(&event->list);
4682                         /*
4683                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4684                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4685                          */
4686                         schedule_work(&event->remove);
4687                 }
4688                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4689         }
4690
4691         return 0;
4692 }
4693
4694 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4695                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4696 {
4697         struct mem_cgroup_event *event =
4698                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4699
4700         event->wqh = wqh;
4701         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4702 }
4703
4704 /*
4705  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4706  *
4707  * Parse input and register new cgroup event handler.
4708  *
4709  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4710  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4711  */
4712 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4713                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4714 {
4715         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4716         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4717         struct mem_cgroup_event *event;
4718         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4719         unsigned int efd, cfd;
4720         struct fd efile;
4721         struct fd cfile;
4722         struct dentry *cdentry;
4723         const char *name;
4724         char *endp;
4725         int ret;
4726
4727         buf = strstrip(buf);
4728
4729         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4730         if (*endp != ' ')
4731                 return -EINVAL;
4732         buf = endp + 1;
4733
4734         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4735         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4736                 return -EINVAL;
4737         buf = endp + 1;
4738
4739         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4740         if (!event)
4741                 return -ENOMEM;
4742
4743         event->memcg = memcg;
4744         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4745         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4746         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4747         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4748
4749         efile = fdget(efd);
4750         if (!efile.file) {
4751                 ret = -EBADF;
4752                 goto out_kfree;
4753         }
4754
4755         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4756         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4757                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4758                 goto out_put_efile;
4759         }
4760
4761         cfile = fdget(cfd);
4762         if (!cfile.file) {
4763                 ret = -EBADF;
4764                 goto out_put_eventfd;
4765         }
4766
4767         /* the process need read permission on control file */
4768         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4769         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4770         if (ret < 0)
4771                 goto out_put_cfile;
4772
4773         /*
4774          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
4775          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
4776          */
4777         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
4778         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
4779                 ret = -EINVAL;
4780                 goto out_put_cfile;
4781         }
4782
4783         /*
4784          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4785          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4786          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4787          * is for compatibility anyway.
4788          *
4789          * DO NOT ADD NEW FILES.
4790          */
4791         name = cdentry->d_name.name;
4792
4793         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4794                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4795                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4796         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4797                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4798                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4799         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4800                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4801                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4802         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4803                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4804                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4805         } else {
4806                 ret = -EINVAL;
4807                 goto out_put_cfile;
4808         }
4809
4810         /*
4811          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4812          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4813          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4814          */
4815         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
4816                                                &memory_cgrp_subsys);
4817         ret = -EINVAL;
4818         if (IS_ERR(cfile_css))
4819                 goto out_put_cfile;
4820         if (cfile_css != css) {
4821                 css_put(cfile_css);
4822                 goto out_put_cfile;
4823         }
4824
4825         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4826         if (ret)
4827                 goto out_put_css;
4828
4829         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4830
4831         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4832         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4833         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4834
4835         fdput(cfile);
4836         fdput(efile);
4837
4838         return nbytes;
4839
4840 out_put_css:
4841         css_put(css);
4842 out_put_cfile:
4843         fdput(cfile);
4844 out_put_eventfd:
4845         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4846 out_put_efile:
4847         fdput(efile);
4848 out_kfree:
4849         kfree(event);
4850
4851         return ret;
4852 }
4853
4854 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4855         {
4856                 .name = "usage_in_bytes",
4857                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4858                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4859         },
4860         {
4861                 .name = "max_usage_in_bytes",
4862                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4863                 .write = mem_cgroup_reset,
4864                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4865         },
4866         {
4867                 .name = "limit_in_bytes",
4868                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4869                 .write = mem_cgroup_write,
4870                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4871         },
4872         {
4873                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4874                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4875                 .write = mem_cgroup_write,
4876                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4877         },
4878         {
4879                 .name = "failcnt",
4880                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4881                 .write = mem_cgroup_reset,
4882                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4883         },
4884         {
4885                 .name = "stat",
4886                 .seq_show = memcg_stat_show,
4887         },
4888         {
4889                 .name = "force_empty",
4890                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4891         },
4892         {
4893                 .name = "use_hierarchy",
4894                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4895                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4896         },
4897         {
4898                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4899                 .write = memcg_write_event_control,
4900                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4901         },
4902         {
4903                 .name = "swappiness",
4904                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4905                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4906         },
4907         {
4908                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4909                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4910                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4911         },
4912         {
4913                 .name = "oom_control",
4914                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4915                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4916                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4917         },
4918         {
4919                 .name = "pressure_level",
4920         },
4921 #ifdef CONFIG_NUMA
4922         {
4923                 .name = "numa_stat",
4924                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4925         },
4926 #endif
4927         {
4928                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4929                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4930                 .write = mem_cgroup_write,
4931                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4932         },
4933         {
4934                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4935                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4936                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4937         },
4938         {
4939                 .name = "kmem.failcnt",
4940                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4941                 .write = mem_cgroup_reset,
4942                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4943         },
4944         {
4945                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4946                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4947                 .write = mem_cgroup_reset,
4948                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4949         },
4950 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4951         {
4952                 .name = "kmem.slabinfo",
4953                 .seq_start = memcg_slab_start,
4954                 .seq_next = memcg_slab_next,
4955                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4956                 .seq_show = memcg_slab_show,
4957         },
4958 #endif
4959         {
4960                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4961                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4962                 .write = mem_cgroup_write,
4963                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4964         },
4965         {
4966                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4967                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4968                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4969         },
4970         {
4971                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4973                 .write = mem_cgroup_reset,
4974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4975         },
4976         {
4977                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4979                 .write = mem_cgroup_reset,
4980                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4981         },
4982         { },    /* terminate */
4983 };
4984
4985 /*
4986  * Private memory cgroup IDR
4987  *
4988  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4989  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4990  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4991  * memory-controlled cgroups to 64k.
4992  *
4993  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4994  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4995  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4996  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4997  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4998  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4999  *
5000  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5001  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5002  * when the CSS is offlined.
5003  *
5004  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5005  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5006  * those references are manageable from userspace.
5007  */
5008
5009 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5010
5011 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5012 {
5013         if (memcg->id.id > 0) {
5014                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5015                 memcg->id.id = 0;
5016         }
5017 }
5018
5019 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5020 {
5021         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5022 }
5023
5024 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5025 {
5026         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5027                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5028
5029                 /* Memcg ID pins CSS */
5030                 css_put(&memcg->css);
5031         }
5032 }
5033
5034 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5035 {
5036         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5037 }
5038
5039 /**
5040  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5041  * @id: the memcg id to look up
5042  *
5043  * Caller must hold rcu_read_lock().
5044  */
5045 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5046 {
5047         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5048         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5049 }
5050
5051 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5052 {
5053         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5054         int tmp = node;
5055         /*
5056          * This routine is called against possible nodes.
5057          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5058          *
5059          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5060          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5061          *       function.
5062          */
5063         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5064                 tmp = -1;
5065         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5066         if (!pn)
5067                 return 1;
5068
5069         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5070         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5071                 kfree(pn);
5072                 return 1;
5073         }
5074
5075         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
5076         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5077                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5078                 kfree(pn);
5079                 return 1;
5080         }
5081
5082         lruvec_init(&pn->lruvec);
5083         pn->usage_in_excess = 0;
5084         pn->on_tree = false;
5085         pn->memcg = memcg;
5086
5087         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5088         return 0;
5089 }
5090
5091 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5092 {
5093         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5094
5095         if (!pn)
5096                 return;
5097
5098         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5099         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5100         kfree(pn);
5101 }
5102
5103 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5104 {
5105         int node;
5106
5107         for_each_node(node)
5108                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5109         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5110         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5111         kfree(memcg);
5112 }
5113
5114 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5115 {
5116         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5117         /*
5118          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5119          * on parent's and all ancestor levels.
5120          */
5121         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5122         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5123         __mem_cgroup_free(memcg);
5124 }
5125
5126 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5127 {
5128         struct mem_cgroup *memcg;
5129         unsigned int size;
5130         int node;
5131         int __maybe_unused i;
5132         long error = -ENOMEM;
5133
5134         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5135         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5136
5137         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5138         if (!memcg)
5139                 return ERR_PTR(error);
5140
5141         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5142                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5143                                  GFP_KERNEL);
5144         if (memcg->id.id < 0) {
5145                 error = memcg->id.id;
5146                 goto fail;
5147         }
5148
5149         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5150         if (!memcg->vmstats_local)
5151                 goto fail;
5152
5153         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
5154         if (!memcg->vmstats_percpu)
5155                 goto fail;
5156
5157         for_each_node(node)
5158                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5159                         goto fail;
5160
5161         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5162                 goto fail;
5163
5164         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5165         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5166         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5167         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5168         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5169         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5170         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5171         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5172         memcg->socket_pressure = jiffies;
5173 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5174         memcg->kmemcg_id = -1;
5175 #endif
5176 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5177         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5178         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5179                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5180                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5181 #endif
5182 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5183         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5184         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5185         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5186 #endif
5187         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5188         return memcg;
5189 fail:
5190         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5191         __mem_cgroup_free(memcg);
5192         return ERR_PTR(error);
5193 }
5194
5195 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5196 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5197 {
5198         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5199         struct mem_cgroup *memcg;
5200         long error = -ENOMEM;
5201
5202         memcg = mem_cgroup_alloc();
5203         if (IS_ERR(memcg))
5204                 return ERR_CAST(memcg);
5205
5206         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5207         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5208         if (parent) {
5209                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5210                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5211         }
5212         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5213                 memcg->use_hierarchy = true;
5214                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5215                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5216                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5217                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5218                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5219         } else {
5220                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5221                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5222                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5223                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5224                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5225                 /*
5226                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5227                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5228                  * unfortunate state in our controller.
5229                  */
5230                 if (parent != root_mem_cgroup)
5231                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5232         }
5233
5234         /* The following stuff does not apply to the root */
5235         if (!parent) {
5236 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5237                 INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
5238 #endif
5239                 root_mem_cgroup = memcg;
5240                 return &memcg->css;
5241         }
5242
5243         error = memcg_online_kmem(memcg);
5244         if (error)
5245                 goto fail;
5246
5247         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5248                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5249
5250         return &memcg->css;
5251 fail:
5252         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5253         mem_cgroup_free(memcg);
5254         return ERR_PTR(error);
5255 }
5256
5257 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5258 {
5259         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5260
5261         /*
5262          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5263          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5264          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5265          */
5266         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5267                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5268                 return -ENOMEM;
5269         }
5270
5271         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5272         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5273         css_get(css);
5274         return 0;
5275 }
5276
5277 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5278 {
5279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5280         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5281
5282         /*
5283          * Unregister events and notify userspace.
5284          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5285          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5286          */
5287         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5288         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5289                 list_del_init(&event->list);
5290                 schedule_work(&event->remove);
5291         }
5292         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5293
5294         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5295         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5296
5297         memcg_offline_kmem(memcg);
5298         wb_memcg_offline(memcg);
5299
5300         drain_all_stock(memcg);
5301
5302         mem_cgroup_id_put(memcg);
5303 }
5304
5305 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5306 {
5307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5308
5309         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5310 }
5311
5312 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5313 {
5314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5315         int __maybe_unused i;
5316
5317 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5318         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5319                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5320 #endif
5321         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5322                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5323
5324         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5325                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5326
5327         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5328         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5329         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5330         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5331         memcg_free_kmem(memcg);
5332         mem_cgroup_free(memcg);
5333 }
5334
5335 /**
5336  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5337  * @css: the target css
5338  *
5339  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5340  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5341  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5342  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5343  * made visible again.
5344  *
5345  * The current implementation only resets the essential configurations.
5346  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5347  */
5348 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5349 {
5350         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5351
5352         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5353         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5354         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
5355         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5356         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5357         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5358         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5359         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
5360         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5361         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5362 }
5363
5364 #ifdef CONFIG_MMU
5365 /* Handlers for move charge at task migration. */
5366 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5367 {
5368         int ret;
5369
5370         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5371         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5372         if (!ret) {
5373                 mc.precharge += count;
5374                 return ret;
5375         }
5376
5377         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5378         while (count--) {
5379                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5380                 if (ret)
5381                         return ret;
5382                 mc.precharge++;
5383                 cond_resched();
5384         }
5385         return 0;
5386 }
5387
5388 union mc_target {
5389         struct page     *page;
5390         swp_entry_t     ent;
5391 };
5392
5393 enum mc_target_type {
5394         MC_TARGET_NONE = 0,
5395         MC_TARGET_PAGE,
5396         MC_TARGET_SWAP,
5397         MC_TARGET_DEVICE,
5398 };
5399
5400 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5401                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5402 {
5403         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5404
5405         if (!page || !page_mapped(page))
5406                 return NULL;
5407         if (PageAnon(page)) {
5408                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5409                         return NULL;
5410         } else {
5411                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5412                         return NULL;
5413         }
5414         if (!get_page_unless_zero(page))
5415                 return NULL;
5416
5417         return page;
5418 }
5419
5420 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5421 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5422                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5423 {
5424         struct page *page = NULL;
5425         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5426
5427         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5428                 return NULL;
5429
5430         /*
5431          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5432          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5433          * as special swap entry in the CPU page table.
5434          */
5435         if (is_device_private_entry(ent)) {
5436                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5437                 /*
5438                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5439                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5440                  */
5441                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5442                         return NULL;
5443                 return page;
5444         }
5445
5446         if (non_swap_entry(ent))
5447                 return NULL;
5448
5449         /*
5450          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5451          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5452          */
5453         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5454         if (do_memsw_account())
5455                 entry->val = ent.val;
5456
5457         return page;
5458 }
5459 #else
5460 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5461                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5462 {
5463         return NULL;
5464 }
5465 #endif
5466
5467 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5468                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5469 {
5470         struct page *page = NULL;
5471         struct address_space *mapping;
5472         pgoff_t pgoff;
5473
5474         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5475                 return NULL;
5476         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5477                 return NULL;
5478
5479         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5480         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5481
5482         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5483 #ifdef CONFIG_SWAP
5484         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5485         if (shmem_mapping(mapping)) {
5486                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
5487                 if (xa_is_value(page)) {
5488                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
5489                         if (do_memsw_account())
5490                                 *entry = swp;
5491                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
5492                                              swp_offset(swp));
5493                 }
5494         } else
5495                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5496 #else
5497         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5498 #endif
5499         return page;
5500 }
5501
5502 /**
5503  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5504  * @page: the page
5505  * @compound: charge the page as compound or small page
5506  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5507  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5508  *
5509  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5510  *
5511  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5512  * from old cgroup.
5513  */
5514 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5515                                    bool compound,
5516                                    struct mem_cgroup *from,
5517                                    struct mem_cgroup *to)
5518 {
5519         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5520         struct pglist_data *pgdat;
5521         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5522         int ret;
5523         bool anon;
5524
5525         VM_BUG_ON(from == to);
5526         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5527         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5528
5529         /*
5530          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5531          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5532          */
5533         ret = -EBUSY;
5534         if (!trylock_page(page))
5535                 goto out;
5536
5537         ret = -EINVAL;
5538         if (page->mem_cgroup != from)
5539                 goto out_unlock;
5540
5541         anon = PageAnon(page);
5542
5543         pgdat = page_pgdat(page);
5544         from_vec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, from);
5545         to_vec = mem_cgroup_lruvec(pgdat, to);
5546
5547         lock_page_memcg(page);
5548
5549         if (!anon && page_mapped(page)) {
5550                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5551                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5552         }
5553
5554         if (!anon && PageDirty(page)) {
5555                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5556
5557                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5558                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5559                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5560                 }
5561         }
5562
5563         if (PageWriteback(page)) {
5564                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5565                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5566         }
5567
5568         /*
5569          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5570          *
5571          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5572          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5573          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5574          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5575          *
5576          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5577          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5578          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5579          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5580          */
5581         smp_mb();
5582
5583         page->mem_cgroup = to;  /* caller should have done css_get */
5584
5585         __unlock_page_memcg(from);
5586
5587         ret = 0;
5588
5589         local_irq_disable();
5590         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5591         memcg_check_events(to, page);
5592         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5593         memcg_check_events(from, page);
5594         local_irq_enable();
5595 out_unlock:
5596         unlock_page(page);
5597 out:
5598         return ret;
5599 }
5600
5601 /**
5602  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5603  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5604  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5605  * @ptent: the pte to be checked
5606  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5607  *
5608  * Returns
5609  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5610  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5611  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5612  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5613  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5614  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5615  *     in target->ent.
5616  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5617  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5618  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5619  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5620  *     regular page.
5621  *
5622  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5623  *
5624  * Called with pte lock held.
5625  */
5626
5627 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5628                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5629 {
5630         struct page *page = NULL;
5631         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5632         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5633
5634         if (pte_present(ptent))
5635                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5636         else if (is_swap_pte(ptent))
5637                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5638         else if (pte_none(ptent))
5639                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5640
5641         if (!page && !ent.val)
5642                 return ret;
5643         if (page) {
5644                 /*
5645                  * Do only loose check w/o serialization.
5646                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5647                  * not under LRU exclusion.
5648                  */
5649                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5650                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5651                         if (is_device_private_page(page))
5652                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5653                         if (target)
5654                                 target->page = page;
5655                 }
5656                 if (!ret || !target)
5657                         put_page(page);
5658         }
5659         /*
5660          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5661          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5662          */
5663         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5664             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5665                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5666                 if (target)
5667                         target->ent = ent;
5668         }
5669         return ret;
5670 }
5671
5672 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5673 /*
5674  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5675  * not support them for now.
5676  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5677  */
5678 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5679                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5680 {
5681         struct page *page = NULL;
5682         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5683
5684         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5685                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5686                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5687                 return ret;
5688         }
5689         page = pmd_page(pmd);
5690         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5691         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5692                 return ret;
5693         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5694                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5695                 if (target) {
5696                         get_page(page);
5697                         target->page = page;
5698                 }
5699         }
5700         return ret;
5701 }
5702 #else
5703 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5704                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5705 {
5706         return MC_TARGET_NONE;
5707 }
5708 #endif
5709
5710 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5711                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5712                                         struct mm_walk *walk)
5713 {
5714         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5715         pte_t *pte;
5716         spinlock_t *ptl;
5717
5718         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5719         if (ptl) {
5720                 /*
5721                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5722                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5723                  * this might change.
5724                  */
5725                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5726                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5727                 spin_unlock(ptl);
5728                 return 0;
5729         }
5730
5731         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5732                 return 0;
5733         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5734         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5735                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5736                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5737         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5738         cond_resched();
5739
5740         return 0;
5741 }
5742
5743 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5744         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5745 };
5746
5747 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5748 {
5749         unsigned long precharge;
5750
5751         down_read(&mm->mmap_sem);
5752         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5753         up_read(&mm->mmap_sem);
5754
5755         precharge = mc.precharge;
5756         mc.precharge = 0;
5757
5758         return precharge;
5759 }
5760
5761 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5762 {
5763         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5764
5765         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5766         mc.moving_task = current;
5767         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5768 }
5769
5770 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5771 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5772 {
5773         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5774         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5775
5776         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5777         if (mc.precharge) {
5778                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5779                 mc.precharge = 0;
5780         }
5781         /*
5782          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5783          * we must uncharge here.
5784          */
5785         if (mc.moved_charge) {
5786                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5787                 mc.moved_charge = 0;
5788         }
5789         /* we must fixup refcnts and charges */
5790         if (mc.moved_swap) {
5791                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5792                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5793                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5794
5795                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5796
5797                 /*
5798                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5799                  * should uncharge to->memory.
5800                  */
5801                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5802                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5803
5804                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5805
5806                 mc.moved_swap = 0;
5807         }
5808         memcg_oom_recover(from);
5809         memcg_oom_recover(to);
5810         wake_up_all(&mc.waitq);
5811 }
5812
5813 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5814 {
5815         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5816
5817         /*
5818          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5819          * task migration.
5820          */
5821         mc.moving_task = NULL;
5822         __mem_cgroup_clear_mc();
5823         spin_lock(&mc.lock);
5824         mc.from = NULL;
5825         mc.to = NULL;
5826         mc.mm = NULL;
5827         spin_unlock(&mc.lock);
5828
5829         mmput(mm);
5830 }
5831
5832 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5833 {
5834         struct cgroup_subsys_state *css;
5835         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5836         struct mem_cgroup *from;
5837         struct task_struct *leader, *p;
5838         struct mm_struct *mm;
5839         unsigned long move_flags;
5840         int ret = 0;
5841
5842         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5843         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5844                 return 0;
5845
5846         /*
5847          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5848          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5849          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5850          * multiple.
5851          */
5852         p = NULL;
5853         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5854                 WARN_ON_ONCE(p);
5855                 p = leader;
5856                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5857         }
5858         if (!p)
5859                 return 0;
5860
5861         /*
5862          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5863          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5864          * So we need to save it, and keep it going.
5865          */
5866         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5867         if (!move_flags)
5868                 return 0;
5869
5870         from = mem_cgroup_from_task(p);
5871
5872         VM_BUG_ON(from == memcg);
5873
5874         mm = get_task_mm(p);
5875         if (!mm)
5876                 return 0;
5877         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5878         if (mm->owner == p) {
5879                 VM_BUG_ON(mc.from);
5880                 VM_BUG_ON(mc.to);
5881                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5882                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5883                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5884
5885                 spin_lock(&mc.lock);
5886                 mc.mm = mm;
5887                 mc.from = from;
5888                 mc.to = memcg;
5889                 mc.flags = move_flags;
5890                 spin_unlock(&mc.lock);
5891                 /* We set mc.moving_task later */
5892
5893                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5894                 if (ret)
5895                         mem_cgroup_clear_mc();
5896         } else {
5897                 mmput(mm);
5898         }
5899         return ret;
5900 }
5901
5902 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5903 {
5904         if (mc.to)
5905                 mem_cgroup_clear_mc();
5906 }
5907
5908 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5909                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5910                                 struct mm_walk *walk)
5911 {
5912         int ret = 0;
5913         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5914         pte_t *pte;
5915         spinlock_t *ptl;
5916         enum mc_target_type target_type;
5917         union mc_target target;
5918         struct page *page;
5919
5920         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5921         if (ptl) {
5922                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5923                         spin_unlock(ptl);
5924                         return 0;
5925                 }
5926                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5927                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5928                         page = target.page;
5929                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5930                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5931                                                              mc.from, mc.to)) {
5932                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5933                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5934                                 }
5935                                 putback_lru_page(page);
5936                         }
5937                         put_page(page);
5938                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5939                         page = target.page;
5940                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5941                                                      mc.from, mc.to)) {
5942                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5943                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5944                         }
5945                         put_page(page);
5946                 }
5947                 spin_unlock(ptl);
5948                 return 0;
5949         }
5950
5951         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5952                 return 0;
5953 retry:
5954         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5955         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5956                 pte_t ptent = *(pte++);
5957                 bool device = false;
5958                 swp_entry_t ent;
5959
5960                 if (!mc.precharge)
5961                         break;
5962
5963                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5964                 case MC_TARGET_DEVICE:
5965                         device = true;
5966                         /* fall through */
5967                 case MC_TARGET_PAGE:
5968                         page = target.page;
5969                         /*
5970                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5971                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5972                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5973                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5974                          */
5975                         if (PageTransCompound(page))
5976                                 goto put;
5977                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5978                                 goto put;
5979                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5980                                                 mc.from, mc.to)) {
5981                                 mc.precharge--;
5982                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5983                                 mc.moved_charge++;
5984                         }
5985                         if (!device)
5986                                 putback_lru_page(page);
5987 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5988                         put_page(page);
5989                         break;
5990                 case MC_TARGET_SWAP:
5991                         ent = target.ent;
5992                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5993                                 mc.precharge--;
5994                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
5995                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
5996                                 mc.moved_swap++;
5997                         }
5998                         break;
5999                 default:
6000                         break;
6001                 }
6002         }
6003         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6004         cond_resched();
6005
6006         if (addr != end) {
6007                 /*
6008                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6009                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6010                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6011                  * phase.
6012                  */
6013                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6014                 if (!ret)
6015                         goto retry;
6016         }
6017
6018         return ret;
6019 }
6020
6021 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6022         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6023 };
6024
6025 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6026 {
6027         lru_add_drain_all();
6028         /*
6029          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6030          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6031          * for already started RCU-only updates to finish.
6032          */
6033         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6034         synchronize_rcu();
6035 retry:
6036         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
6037                 /*
6038                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
6039                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6040                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6041                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6042                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6043                  */
6044                 __mem_cgroup_clear_mc();
6045                 cond_resched();
6046                 goto retry;
6047         }
6048         /*
6049          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6050          * additional charge, the page walk just aborts.
6051          */
6052         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6053                         NULL);
6054
6055         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
6056         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6057 }
6058
6059 static void mem_cgroup_move_task(void)
6060 {
6061         if (mc.to) {
6062                 mem_cgroup_move_charge();
6063                 mem_cgroup_clear_mc();
6064         }
6065 }
6066 #else   /* !CONFIG_MMU */
6067 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6068 {
6069         return 0;
6070 }
6071 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6072 {
6073 }
6074 static void mem_cgroup_move_task(void)
6075 {
6076 }
6077 #endif
6078
6079 /*
6080  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6081  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6082  * attempt.
6083  */
6084 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6085 {
6086         /*
6087          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6088          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6089          * on for the root memcg is enough.
6090          */
6091         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6092                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6093         else
6094                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6095 }
6096
6097 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6098 {
6099         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6100                 seq_puts(m, "max\n");
6101         else
6102                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6103
6104         return 0;
6105 }
6106
6107 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6108                                struct cftype *cft)
6109 {
6110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6111
6112         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6113 }
6114
6115 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6116 {
6117         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6118                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6119 }
6120
6121 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6122                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6123 {
6124         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6125         unsigned long min;
6126         int err;
6127
6128         buf = strstrip(buf);
6129         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6130         if (err)
6131                 return err;
6132
6133         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6134
6135         return nbytes;
6136 }
6137
6138 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6139 {
6140         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6141                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6142 }
6143
6144 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6145                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6146 {
6147         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6148         unsigned long low;
6149         int err;
6150
6151         buf = strstrip(buf);
6152         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6153         if (err)
6154                 return err;
6155
6156         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6157
6158         return nbytes;
6159 }
6160
6161 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6162 {
6163         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
6164 }
6165
6166 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6167                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6168 {
6169         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6170         unsigned long nr_pages;
6171         unsigned long high;
6172         int err;
6173
6174         buf = strstrip(buf);
6175         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6176         if (err)
6177                 return err;
6178
6179         memcg->high = high;
6180
6181         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6182         if (nr_pages > high)
6183                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6184                                              GFP_KERNEL, true);
6185
6186         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6187         return nbytes;
6188 }
6189
6190 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6191 {
6192         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6193                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6194 }
6195
6196 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6197                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6198 {
6199         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6200         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
6201         bool drained = false;
6202         unsigned long max;
6203         int err;
6204
6205         buf = strstrip(buf);
6206         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6207         if (err)
6208                 return err;
6209
6210         xchg(&memcg->memory.max, max);
6211
6212         for (;;) {
6213                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6214
6215                 if (nr_pages <= max)
6216                         break;
6217
6218                 if (signal_pending(current)) {
6219                         err = -EINTR;
6220                         break;
6221                 }
6222
6223                 if (!drained) {
6224                         drain_all_stock(memcg);
6225                         drained = true;
6226                         continue;
6227                 }
6228
6229                 if (nr_reclaims) {
6230                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6231                                                           GFP_KERNEL, true))
6232                                 nr_reclaims--;
6233                         continue;
6234                 }
6235
6236                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6237                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6238                         break;
6239         }
6240
6241         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6242         return nbytes;
6243 }
6244
6245 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6246 {
6247         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6248         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6249         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6250         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6251         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6252                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6253 }
6254
6255 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6256 {
6257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6258
6259         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6260         return 0;
6261 }
6262
6263 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6264 {
6265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6266
6267         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6268         return 0;
6269 }
6270
6271 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6272 {
6273         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6274         char *buf;
6275
6276         buf = memory_stat_format(memcg);
6277         if (!buf)
6278                 return -ENOMEM;
6279         seq_puts(m, buf);
6280         kfree(buf);
6281         return 0;
6282 }
6283
6284 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6285 {
6286         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6287
6288         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6289
6290         return 0;
6291 }
6292
6293 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6294                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6295 {
6296         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6297         int ret, oom_group;
6298
6299         buf = strstrip(buf);
6300         if (!buf)
6301                 return -EINVAL;
6302
6303         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6304         if (ret)
6305                 return ret;
6306
6307         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6308                 return -EINVAL;
6309
6310         memcg->oom_group = oom_group;
6311
6312         return nbytes;
6313 }
6314
6315 static struct cftype memory_files[] = {
6316         {
6317                 .name = "current",
6318                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6319                 .read_u64 = memory_current_read,
6320         },
6321         {
6322                 .name = "min",
6323                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6324                 .seq_show = memory_min_show,
6325                 .write = memory_min_write,
6326         },
6327         {
6328                 .name = "low",
6329                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6330                 .seq_show = memory_low_show,
6331                 .write = memory_low_write,
6332         },
6333         {
6334                 .name = "high",
6335                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6336                 .seq_show = memory_high_show,
6337                 .write = memory_high_write,
6338         },
6339         {
6340                 .name = "max",
6341                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6342                 .seq_show = memory_max_show,
6343                 .write = memory_max_write,
6344         },
6345         {
6346                 .name = "events",
6347                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6348                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6349                 .seq_show = memory_events_show,
6350         },
6351         {
6352                 .name = "events.local",
6353                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6354                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6355                 .seq_show = memory_events_local_show,
6356         },
6357         {
6358                 .name = "stat",
6359                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6360                 .seq_show = memory_stat_show,
6361         },
6362         {
6363                 .name = "oom.group",
6364                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6365                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6366                 .write = memory_oom_group_write,
6367         },
6368         { }     /* terminate */
6369 };
6370
6371 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6372         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6373         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6374         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6375         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6376         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6377         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6378         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6379         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6380         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6381         .bind = mem_cgroup_bind,
6382         .dfl_cftypes = memory_files,
6383         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6384         .early_init = 0,
6385 };
6386
6387 /**
6388  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6389  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6390  * @memcg: the memory cgroup to check
6391  *
6392  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6393  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6394  *
6395  * Returns one of the following:
6396  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
6397  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
6398  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
6399  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
6400  *
6401  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
6402  *
6403  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
6404  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
6405  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
6406  *
6407  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
6408  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
6409  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
6410  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
6411  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
6412  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
6413  * protected memory.
6414  *
6415  *                                             low_usage
6416  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
6417  *                                        siblings_low_usage
6418  *
6419  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
6420  * low_usage = |
6421  *             | 0, otherwise.
6422  *
6423  *
6424  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
6425  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
6426  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
6427  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
6428  * distribution.
6429  *
6430  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
6431  *
6432  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
6433  *    //\\
6434  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
6435  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
6436  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
6437  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
6438  *
6439  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
6440  * is expected (approximately):
6441  *
6442  *     A/memory.current = 2G
6443  *
6444  *     B/memory.current = 1.3G
6445  *     C/memory.current = 0.6G
6446  *     D/memory.current = 0
6447  *     E/memory.current = 0
6448  *
6449  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
6450  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
6451  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
6452  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
6453  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
6454  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
6455  * as memory.low is a best-effort mechanism.
6456  */
6457 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
6458                                                 struct mem_cgroup *memcg)
6459 {
6460         struct mem_cgroup *parent;
6461         unsigned long emin, parent_emin;
6462         unsigned long elow, parent_elow;
6463         unsigned long usage;
6464
6465         if (mem_cgroup_disabled())
6466                 return MEMCG_PROT_NONE;
6467
6468         if (!root)
6469                 root = root_mem_cgroup;
6470
6471         /*
6472          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6473          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6474          * details.
6475          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6476          * that special casing.
6477          */
6478         if (memcg == root)
6479                 return MEMCG_PROT_NONE;
6480
6481         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6482         if (!usage)
6483                 return MEMCG_PROT_NONE;
6484
6485         emin = memcg->memory.min;
6486         elow = memcg->memory.low;
6487
6488         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6489         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6490         if (!parent)
6491                 return MEMCG_PROT_NONE;
6492
6493         if (parent == root)
6494                 goto exit;
6495
6496         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
6497         emin = min(emin, parent_emin);
6498         if (emin && parent_emin) {
6499                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
6500
6501                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
6502                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
6503                         &parent->memory.children_min_usage);
6504
6505                 if (min_usage && siblings_min_usage)
6506                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
6507                                    siblings_min_usage);
6508         }
6509
6510         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
6511         elow = min(elow, parent_elow);
6512         if (elow && parent_elow) {
6513                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6514
6515                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6516                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6517                         &parent->memory.children_low_usage);
6518
6519                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6520                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6521                                    siblings_low_usage);
6522         }
6523
6524 exit:
6525         memcg->memory.emin = emin;
6526         memcg->memory.elow = elow;
6527
6528         if (usage <= emin)
6529                 return MEMCG_PROT_MIN;
6530         else if (usage <= elow)
6531                 return MEMCG_PROT_LOW;
6532         else
6533                 return MEMCG_PROT_NONE;
6534 }
6535
6536 /**
6537  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6538  * @page: page to charge
6539  * @mm: mm context of the victim
6540  * @gfp_mask: reclaim mode
6541  * @memcgp: charged memcg return
6542  * @compound: charge the page as compound or small page
6543  *
6544  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6545  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6546  *
6547  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6548  * Otherwise, an error code is returned.
6549  *
6550  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6551  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6552  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6553  */
6554 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6555                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6556                           bool compound)
6557 {
6558         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6559         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6560         int ret = 0;
6561
6562         if (mem_cgroup_disabled())
6563                 goto out;
6564
6565         if (PageSwapCache(page)) {
6566                 /*
6567                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6568                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6569                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6570                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6571                  * in turn serializes uncharging.
6572                  */
6573                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6574                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6575                         goto out;
6576
6577                 if (do_swap_account) {
6578                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6579                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6580
6581                         rcu_read_lock();
6582                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6583                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6584                                 memcg = NULL;
6585                         rcu_read_unlock();
6586                 }
6587         }
6588
6589         if (!memcg)
6590                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6591
6592         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6593
6594         css_put(&memcg->css);
6595 out:
6596         *memcgp = memcg;
6597         return ret;
6598 }
6599
6600 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6601                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6602                           bool compound)
6603 {
6604         struct mem_cgroup *memcg;
6605         int ret;
6606
6607         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6608         memcg = *memcgp;
6609         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6610         return ret;
6611 }
6612
6613 /**
6614  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6615  * @page: page to charge
6616  * @memcg: memcg to charge the page to
6617  * @lrucare: page might be on LRU already
6618  * @compound: charge the page as compound or small page
6619  *
6620  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6621  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6622  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6623  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6624  *
6625  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6626  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6627  *
6628  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6629  */
6630 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6631                               bool lrucare, bool compound)
6632 {
6633         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6634
6635         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6636         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6637
6638         if (mem_cgroup_disabled())
6639                 return;
6640         /*
6641          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6642          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6643          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6644          */
6645         if (!memcg)
6646                 return;
6647
6648         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6649
6650         local_irq_disable();
6651         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6652         memcg_check_events(memcg, page);
6653         local_irq_enable();
6654
6655         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6656                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6657                 /*
6658                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6659                  * let's not wait for it.  The page already received a
6660                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6661                  */
6662                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6663         }
6664 }
6665
6666 /**
6667  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6668  * @page: page to charge
6669  * @memcg: memcg to charge the page to
6670  * @compound: charge the page as compound or small page
6671  *
6672  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6673  */
6674 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6675                 bool compound)
6676 {
6677         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6678
6679         if (mem_cgroup_disabled())
6680                 return;
6681         /*
6682          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6683          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6684          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6685          */
6686         if (!memcg)
6687                 return;
6688
6689         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6690 }
6691
6692 struct uncharge_gather {
6693         struct mem_cgroup *memcg;
6694         unsigned long pgpgout;
6695         unsigned long nr_anon;
6696         unsigned long nr_file;
6697         unsigned long nr_kmem;
6698         unsigned long nr_huge;
6699         unsigned long nr_shmem;
6700         struct page *dummy_page;
6701 };
6702
6703 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6704 {
6705         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6706 }
6707
6708 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6709 {
6710         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6711         unsigned long flags;
6712
6713         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6714                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6715                 if (do_memsw_account())
6716                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6717                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6718                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6719                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6720         }
6721
6722         local_irq_save(flags);
6723         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6724         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6725         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6726         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6727         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6728         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6729         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6730         local_irq_restore(flags);
6731
6732         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6733                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6734 }
6735
6736 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6737 {
6738         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6739         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6740                         !PageHWPoison(page) , page);
6741
6742         if (!page->mem_cgroup)
6743                 return;
6744
6745         /*
6746          * Nobody should be changing or seriously looking at
6747          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6748          * exclusive access to the page.
6749          */
6750
6751         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6752                 if (ug->memcg) {
6753                         uncharge_batch(ug);
6754                         uncharge_gather_clear(ug);
6755                 }
6756                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6757         }
6758
6759         if (!PageKmemcg(page)) {
6760                 unsigned int nr_pages = 1;
6761
6762                 if (PageTransHuge(page)) {
6763                         nr_pages = compound_nr(page);
6764                         ug->nr_huge += nr_pages;
6765                 }
6766                 if (PageAnon(page))
6767                         ug->nr_anon += nr_pages;
6768                 else {
6769                         ug->nr_file += nr_pages;
6770                         if (PageSwapBacked(page))
6771                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6772                 }
6773                 ug->pgpgout++;
6774         } else {
6775                 ug->nr_kmem += compound_nr(page);
6776                 __ClearPageKmemcg(page);
6777         }
6778
6779         ug->dummy_page = page;
6780         page->mem_cgroup = NULL;
6781 }
6782
6783 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6784 {
6785         struct uncharge_gather ug;
6786         struct list_head *next;
6787
6788         uncharge_gather_clear(&ug);
6789
6790         /*
6791          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6792          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6793          */
6794         next = page_list->next;
6795         do {
6796                 struct page *page;
6797
6798                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6799                 next = page->lru.next;
6800
6801                 uncharge_page(page, &ug);
6802         } while (next != page_list);
6803
6804         if (ug.memcg)
6805                 uncharge_batch(&ug);
6806 }
6807
6808 /**
6809  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6810  * @page: page to uncharge
6811  *
6812  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6813  * mem_cgroup_commit_charge().
6814  */
6815 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6816 {
6817         struct uncharge_gather ug;
6818
6819         if (mem_cgroup_disabled())
6820                 return;
6821
6822         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6823         if (!page->mem_cgroup)
6824                 return;
6825
6826         uncharge_gather_clear(&ug);
6827         uncharge_page(page, &ug);
6828         uncharge_batch(&ug);
6829 }
6830
6831 /**
6832  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6833  * @page_list: list of pages to uncharge
6834  *
6835  * Uncharge a list of pages previously charged with
6836  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6837  */
6838 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6839 {
6840         if (mem_cgroup_disabled())
6841                 return;
6842
6843         if (!list_empty(page_list))
6844                 uncharge_list(page_list);
6845 }
6846
6847 /**
6848  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6849  * @oldpage: currently circulating page
6850  * @newpage: replacement page
6851  *
6852  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6853  * be uncharged upon free.
6854  *
6855  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6856  */
6857 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6858 {
6859         struct mem_cgroup *memcg;
6860         unsigned int nr_pages;
6861         bool compound;
6862         unsigned long flags;
6863
6864         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6865         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6866         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6867         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6868                        newpage);
6869
6870         if (mem_cgroup_disabled())
6871                 return;
6872
6873         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6874         if (newpage->mem_cgroup)
6875                 return;
6876
6877         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6878         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6879         if (!memcg)
6880                 return;
6881
6882         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6883         compound = PageTransHuge(newpage);
6884         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6885
6886         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6887         if (do_memsw_account())
6888                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6889         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6890
6891         commit_charge(newpage, memcg, false);
6892
6893         local_irq_save(flags);
6894         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6895         memcg_check_events(memcg, newpage);
6896         local_irq_restore(flags);
6897 }
6898
6899 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6900 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6901
6902 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6903 {
6904         struct mem_cgroup *memcg;
6905
6906         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6907                 return;
6908
6909         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6910         if (in_interrupt())
6911                 return;
6912
6913         rcu_read_lock();
6914         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6915         if (memcg == root_mem_cgroup)
6916                 goto out;
6917         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6918                 goto out;
6919         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6920                 sk->sk_memcg = memcg;
6921 out:
6922         rcu_read_unlock();
6923 }
6924
6925 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6926 {
6927         if (sk->sk_memcg)
6928                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6929 }
6930
6931 /**
6932  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6933  * @memcg: memcg to charge
6934  * @nr_pages: number of pages to charge
6935  *
6936  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6937  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6938  */
6939 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6940 {
6941         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6942
6943         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6944                 struct page_counter *fail;
6945
6946                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6947                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6948                         return true;
6949                 }
6950                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6951                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6952                 return false;
6953         }
6954
6955         /* Don't block in the packet receive path */
6956         if (in_softirq())
6957                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6958
6959         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6960
6961         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6962                 return true;
6963
6964         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6965         return false;
6966 }
6967
6968 /**
6969  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6970  * @memcg: memcg to uncharge
6971  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6972  */
6973 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6974 {
6975         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6976                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6977                 return;
6978         }
6979
6980         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6981
6982         refill_stock(memcg, nr_pages);
6983 }
6984
6985 static int __init cgroup_memory(char *s)
6986 {
6987         char *token;
6988
6989         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6990                 if (!*token)
6991                         continue;
6992                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6993                         cgroup_memory_nosocket = true;
6994                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6995                         cgroup_memory_nokmem = true;
6996         }
6997         return 1;
6998 }
6999 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7000
7001 /*
7002  * subsys_initcall() for memory controller.
7003  *
7004  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7005  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7006  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7007  * should be initialized from here.
7008  */
7009 static int __init mem_cgroup_init(void)
7010 {
7011         int cpu, node;
7012
7013 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7014         /*
7015          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
7016          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
7017          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
7018          * destroyed simultaneously.
7019          */
7020         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
7021         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
7022 #endif
7023
7024         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7025                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7026
7027         for_each_possible_cpu(cpu)
7028                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7029                           drain_local_stock);
7030
7031         for_each_node(node) {
7032                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7033
7034                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7035                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7036
7037                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7038                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7039                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7040                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7041         }
7042
7043         return 0;
7044 }
7045 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7046
7047 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7048 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7049 {
7050         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7051                 /*
7052                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7053                  * always be >= 1.
7054                  */
7055                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7056                         VM_BUG_ON(1);
7057                         break;
7058                 }
7059                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7060                 if (!memcg)
7061                         memcg = root_mem_cgroup;
7062         }
7063         return memcg;
7064 }
7065
7066 /**
7067  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7068  * @page: page whose memsw charge to transfer
7069  * @entry: swap entry to move the charge to
7070  *
7071  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7072  */
7073 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7074 {
7075         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7076         unsigned int nr_entries;
7077         unsigned short oldid;
7078
7079         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7080         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7081
7082         if (!do_memsw_account())
7083                 return;
7084
7085         memcg = page->mem_cgroup;
7086
7087         /* Readahead page, never charged */
7088         if (!memcg)
7089                 return;
7090
7091         /*
7092          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7093          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7094          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7095          */
7096         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7097         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
7098         /* Get references for the tail pages, too */
7099         if (nr_entries > 1)
7100                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7101         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7102                                    nr_entries);
7103         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7104         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7105
7106         page->mem_cgroup = NULL;
7107
7108         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7109                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7110
7111         if (memcg != swap_memcg) {
7112                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7113                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7114                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7115         }
7116
7117         /*
7118          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7119          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7120          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7121          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7122          */
7123         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7124         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
7125                                      -nr_entries);
7126         memcg_check_events(memcg, page);
7127
7128         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7129                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
7130 }
7131
7132 /**
7133  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7134  * @page: page being added to swap
7135  * @entry: swap entry to charge
7136  *
7137  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7138  *
7139  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7140  */
7141 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7142 {
7143         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
7144         struct page_counter *counter;
7145         struct mem_cgroup *memcg;
7146         unsigned short oldid;
7147
7148         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
7149                 return 0;
7150
7151         memcg = page->mem_cgroup;
7152
7153         /* Readahead page, never charged */
7154         if (!memcg)
7155                 return 0;
7156
7157         if (!entry.val) {
7158                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7159                 return 0;
7160         }
7161
7162         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7163
7164         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7165             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7166                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7167                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7168                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7169                 return -ENOMEM;
7170         }
7171
7172         /* Get references for the tail pages, too */
7173         if (nr_pages > 1)
7174                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7175         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7176         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7177         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7178
7179         return 0;
7180 }
7181
7182 /**
7183  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7184  * @entry: swap entry to uncharge
7185  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7186  */
7187 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7188 {
7189         struct mem_cgroup *memcg;
7190         unsigned short id;
7191
7192         if (!do_swap_account)
7193                 return;
7194
7195         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7196         rcu_read_lock();
7197         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7198         if (memcg) {
7199                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7200                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7201                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7202                         else
7203                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7204                 }
7205                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7206                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7207         }
7208         rcu_read_unlock();
7209 }
7210
7211 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7212 {
7213         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7214
7215         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7216                 return nr_swap_pages;
7217         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7218                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7219                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7220                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7221         return nr_swap_pages;
7222 }
7223
7224 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7225 {
7226         struct mem_cgroup *memcg;
7227
7228         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7229
7230         if (vm_swap_full())
7231                 return true;
7232         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7233                 return false;
7234
7235         memcg = page->mem_cgroup;
7236         if (!memcg)
7237                 return false;
7238
7239         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7240                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
7241                         return true;
7242
7243         return false;
7244 }
7245
7246 /* for remember boot option*/
7247 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
7248 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
7249 #else
7250 static int really_do_swap_account __initdata;
7251 #endif
7252
7253 static int __init enable_swap_account(char *s)
7254 {
7255         if (!strcmp(s, "1"))
7256                 really_do_swap_account = 1;
7257         else if (!strcmp(s, "0"))
7258                 really_do_swap_account = 0;
7259         return 1;
7260 }
7261 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
7262
7263 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7264                              struct cftype *cft)
7265 {
7266         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7267
7268         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7269 }
7270
7271 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7272 {
7273         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7274                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7275 }
7276
7277 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7278                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7279 {
7280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7281         unsigned long max;
7282         int err;
7283
7284         buf = strstrip(buf);
7285         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7286         if (err)
7287                 return err;
7288
7289         xchg(&memcg->swap.max, max);
7290
7291         return nbytes;
7292 }
7293
7294 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7295 {
7296         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7297
7298         seq_printf(m, "max %lu\n",
7299                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7300         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7301                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7302
7303         return 0;
7304 }
7305
7306 static struct cftype swap_files[] = {
7307         {
7308                 .name = "swap.current",
7309                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7310                 .read_u64 = swap_current_read,
7311         },
7312         {
7313                 .name = "swap.max",
7314                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7315                 .seq_show = swap_max_show,
7316                 .write = swap_max_write,
7317         },
7318         {
7319                 .name = "swap.events",
7320                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7321                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7322                 .seq_show = swap_events_show,
7323         },
7324         { }     /* terminate */
7325 };
7326
7327 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
7328         {
7329                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7330                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7331                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7332         },
7333         {
7334                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7335                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7336                 .write = mem_cgroup_reset,
7337                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7338         },
7339         {
7340                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7341                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7342                 .write = mem_cgroup_write,
7343                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7344         },
7345         {
7346                 .name = "memsw.failcnt",
7347                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7348                 .write = mem_cgroup_reset,
7349                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7350         },
7351         { },    /* terminate */
7352 };
7353
7354 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7355 {
7356         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
7357                 do_swap_account = 1;
7358                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7359                                                swap_files));
7360                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
7361                                                   memsw_cgroup_files));
7362         }
7363         return 0;
7364 }
7365 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7366
7367 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */