GNU Linux-libre 4.14.253-gnu1
[releases.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * Native page reclaim
18  * Charge lifetime sanitation
19  * Lockless page tracking & accounting
20  * Unified hierarchy configuration model
21  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
22  *
23  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
24  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
25  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
26  * (at your option) any later version.
27  *
28  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
29  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
30  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
31  * GNU General Public License for more details.
32  */
33
34 #include <linux/page_counter.h>
35 #include <linux/memcontrol.h>
36 #include <linux/cgroup.h>
37 #include <linux/mm.h>
38 #include <linux/sched/mm.h>
39 #include <linux/shmem_fs.h>
40 #include <linux/hugetlb.h>
41 #include <linux/pagemap.h>
42 #include <linux/smp.h>
43 #include <linux/page-flags.h>
44 #include <linux/backing-dev.h>
45 #include <linux/bit_spinlock.h>
46 #include <linux/rcupdate.h>
47 #include <linux/limits.h>
48 #include <linux/export.h>
49 #include <linux/mutex.h>
50 #include <linux/rbtree.h>
51 #include <linux/slab.h>
52 #include <linux/swap.h>
53 #include <linux/swapops.h>
54 #include <linux/spinlock.h>
55 #include <linux/eventfd.h>
56 #include <linux/poll.h>
57 #include <linux/sort.h>
58 #include <linux/fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/vmpressure.h>
61 #include <linux/mm_inline.h>
62 #include <linux/swap_cgroup.h>
63 #include <linux/cpu.h>
64 #include <linux/oom.h>
65 #include <linux/lockdep.h>
66 #include <linux/file.h>
67 #include <linux/tracehook.h>
68 #include "internal.h"
69 #include <net/sock.h>
70 #include <net/ip.h>
71 #include "slab.h"
72
73 #include <linux/uaccess.h>
74
75 #include <trace/events/vmscan.h>
76
77 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
79
80 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81
82 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
83
84 /* Socket memory accounting disabled? */
85 static bool cgroup_memory_nosocket;
86
87 /* Kernel memory accounting disabled? */
88 static bool cgroup_memory_nokmem;
89
90 /* Whether the swap controller is active */
91 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
92 int do_swap_account __read_mostly;
93 #else
94 #define do_swap_account         0
95 #endif
96
97 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
98 static bool do_memsw_account(void)
99 {
100         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
101 }
102
103 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
104         "inactive_anon",
105         "active_anon",
106         "inactive_file",
107         "active_file",
108         "unevictable",
109 };
110
111 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
112 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
113 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
114
115 /*
116  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
117  * their hierarchy representation
118  */
119
120 struct mem_cgroup_tree_per_node {
121         struct rb_root rb_root;
122         struct rb_node *rb_rightmost;
123         spinlock_t lock;
124 };
125
126 struct mem_cgroup_tree {
127         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
128 };
129
130 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
131
132 /* for OOM */
133 struct mem_cgroup_eventfd_list {
134         struct list_head list;
135         struct eventfd_ctx *eventfd;
136 };
137
138 /*
139  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
140  */
141 struct mem_cgroup_event {
142         /*
143          * memcg which the event belongs to.
144          */
145         struct mem_cgroup *memcg;
146         /*
147          * eventfd to signal userspace about the event.
148          */
149         struct eventfd_ctx *eventfd;
150         /*
151          * Each of these stored in a list by the cgroup.
152          */
153         struct list_head list;
154         /*
155          * register_event() callback will be used to add new userspace
156          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
157          * on eventfd to send notification to userspace.
158          */
159         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
161         /*
162          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
163          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
164          * if you want provide notification functionality.
165          */
166         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
167                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
168         /*
169          * All fields below needed to unregister event when
170          * userspace closes eventfd.
171          */
172         poll_table pt;
173         wait_queue_head_t *wqh;
174         wait_queue_entry_t wait;
175         struct work_struct remove;
176 };
177
178 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
179 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
180
181 /* Stuffs for move charges at task migration. */
182 /*
183  * Types of charges to be moved.
184  */
185 #define MOVE_ANON       0x1U
186 #define MOVE_FILE       0x2U
187 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
188
189 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
190 static struct move_charge_struct {
191         spinlock_t        lock; /* for from, to */
192         struct mm_struct  *mm;
193         struct mem_cgroup *from;
194         struct mem_cgroup *to;
195         unsigned long flags;
196         unsigned long precharge;
197         unsigned long moved_charge;
198         unsigned long moved_swap;
199         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
200         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
201 } mc = {
202         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
203         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
204 };
205
206 /*
207  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
208  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
209  */
210 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
211 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
212
213 enum charge_type {
214         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
215         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
216         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
217         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
218         NR_CHARGE_TYPE,
219 };
220
221 /* for encoding cft->private value on file */
222 enum res_type {
223         _MEM,
224         _MEMSWAP,
225         _OOM_TYPE,
226         _KMEM,
227         _TCP,
228 };
229
230 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
231 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
232 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
233 /* Used for OOM nofiier */
234 #define OOM_CONTROL             (0)
235
236 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
237 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
238 {
239         if (!memcg)
240                 memcg = root_mem_cgroup;
241         return &memcg->vmpressure;
242 }
243
244 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
245 {
246         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
247 }
248
249 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
250 {
251         return (memcg == root_mem_cgroup);
252 }
253
254 #ifndef CONFIG_SLOB
255 /*
256  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
257  * The main reason for not using cgroup id for this:
258  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
259  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
260  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
261  *  200 entry array for that.
262  *
263  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
264  * will double each time we have to increase it.
265  */
266 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
267 int memcg_nr_cache_ids;
268
269 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
270 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
271
272 void memcg_get_cache_ids(void)
273 {
274         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
275 }
276
277 void memcg_put_cache_ids(void)
278 {
279         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
280 }
281
282 /*
283  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
284  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
285  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
286  * tunable, but that is strictly not necessary.
287  *
288  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
289  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
290  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
291  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
292  * increase ours as well if it increases.
293  */
294 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
295 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
296
297 /*
298  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
299  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
300  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
301  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
302  */
303 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
304 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
305
306 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
307
308 #endif /* !CONFIG_SLOB */
309
310 /**
311  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
312  * @page: page of interest
313  *
314  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
315  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
316  * until it is released.
317  *
318  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
319  * is returned.
320  */
321 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
322 {
323         struct mem_cgroup *memcg;
324
325         memcg = page->mem_cgroup;
326
327         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
328                 memcg = root_mem_cgroup;
329
330         return &memcg->css;
331 }
332
333 /**
334  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
335  * @page: the page
336  *
337  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
338  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
339  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
340  *
341  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
342  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
343  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
344  * do not care (such as procfs interfaces).
345  */
346 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
347 {
348         struct mem_cgroup *memcg;
349         unsigned long ino = 0;
350
351         rcu_read_lock();
352         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
353         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
354                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
355         if (memcg)
356                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
357         rcu_read_unlock();
358         return ino;
359 }
360
361 static struct mem_cgroup_per_node *
362 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
363 {
364         int nid = page_to_nid(page);
365
366         return memcg->nodeinfo[nid];
367 }
368
369 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
370 soft_limit_tree_node(int nid)
371 {
372         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
373 }
374
375 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
376 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
377 {
378         int nid = page_to_nid(page);
379
380         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
381 }
382
383 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
384                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
385                                          unsigned long new_usage_in_excess)
386 {
387         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
388         struct rb_node *parent = NULL;
389         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
390         bool rightmost = true;
391
392         if (mz->on_tree)
393                 return;
394
395         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
396         if (!mz->usage_in_excess)
397                 return;
398         while (*p) {
399                 parent = *p;
400                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
401                                         tree_node);
402                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
403                         p = &(*p)->rb_left;
404                         rightmost = false;
405                 }
406
407                 /*
408                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
409                  * limit by the same amount
410                  */
411                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
412                         p = &(*p)->rb_right;
413         }
414
415         if (rightmost)
416                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
417
418         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
419         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
420         mz->on_tree = true;
421 }
422
423 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
424                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
425 {
426         if (!mz->on_tree)
427                 return;
428
429         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
430                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
431
432         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
433         mz->on_tree = false;
434 }
435
436 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
437                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
438 {
439         unsigned long flags;
440
441         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
442         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
443         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
444 }
445
446 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
449         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
450         unsigned long excess = 0;
451
452         if (nr_pages > soft_limit)
453                 excess = nr_pages - soft_limit;
454
455         return excess;
456 }
457
458 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
459 {
460         unsigned long excess;
461         struct mem_cgroup_per_node *mz;
462         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
463
464         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
465         if (!mctz)
466                 return;
467         /*
468          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
469          * because their event counter is not touched.
470          */
471         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
472                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
473                 excess = soft_limit_excess(memcg);
474                 /*
475                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
476                  * mem is over its softlimit.
477                  */
478                 if (excess || mz->on_tree) {
479                         unsigned long flags;
480
481                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
482                         /* if on-tree, remove it */
483                         if (mz->on_tree)
484                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
485                         /*
486                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
487                          * If excess is 0, no tree ops.
488                          */
489                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
490                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
491                 }
492         }
493 }
494
495 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
496 {
497         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
498         struct mem_cgroup_per_node *mz;
499         int nid;
500
501         for_each_node(nid) {
502                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
503                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
504                 if (mctz)
505                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
506         }
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_per_node *
510 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
511 {
512         struct mem_cgroup_per_node *mz;
513
514 retry:
515         mz = NULL;
516         if (!mctz->rb_rightmost)
517                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
518
519         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
520                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
521         /*
522          * Remove the node now but someone else can add it back,
523          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
524          * position in the tree.
525          */
526         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
527         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
528             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
529                 goto retry;
530 done:
531         return mz;
532 }
533
534 static struct mem_cgroup_per_node *
535 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
536 {
537         struct mem_cgroup_per_node *mz;
538
539         spin_lock_irq(&mctz->lock);
540         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
541         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
542         return mz;
543 }
544
545 static unsigned long memcg_sum_events(struct mem_cgroup *memcg,
546                                       int event)
547 {
548         return atomic_long_read(&memcg->events[event]);
549 }
550
551 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
552                                          struct page *page,
553                                          bool compound, int nr_pages)
554 {
555         /*
556          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
557          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
558          */
559         if (PageAnon(page))
560                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
561         else {
562                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
563                 if (PageSwapBacked(page))
564                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
565         }
566
567         if (compound) {
568                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
569                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
570         }
571
572         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
573         if (nr_pages > 0)
574                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
575         else {
576                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
577                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
578         }
579
580         __this_cpu_add(memcg->stat_cpu->nr_page_events, nr_pages);
581 }
582
583 unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
584                                            int nid, unsigned int lru_mask)
585 {
586         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
587         unsigned long nr = 0;
588         enum lru_list lru;
589
590         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
591
592         for_each_lru(lru) {
593                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
594                         continue;
595                 nr += mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
596         }
597         return nr;
598 }
599
600 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
601                         unsigned int lru_mask)
602 {
603         unsigned long nr = 0;
604         int nid;
605
606         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
607                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
608         return nr;
609 }
610
611 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
612                                        enum mem_cgroup_events_target target)
613 {
614         unsigned long val, next;
615
616         val = __this_cpu_read(memcg->stat_cpu->nr_page_events);
617         next = __this_cpu_read(memcg->stat_cpu->targets[target]);
618         /* from time_after() in jiffies.h */
619         if ((long)(next - val) < 0) {
620                 switch (target) {
621                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
622                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
623                         break;
624                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
625                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
626                         break;
627                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
628                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
629                         break;
630                 default:
631                         break;
632                 }
633                 __this_cpu_write(memcg->stat_cpu->targets[target], next);
634                 return true;
635         }
636         return false;
637 }
638
639 /*
640  * Check events in order.
641  *
642  */
643 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
644 {
645         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
646         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
647                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
648                 bool do_softlimit;
649                 bool do_numainfo __maybe_unused;
650
651                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
652                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
653 #if MAX_NUMNODES > 1
654                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
655                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
656 #endif
657                 mem_cgroup_threshold(memcg);
658                 if (unlikely(do_softlimit))
659                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
660 #if MAX_NUMNODES > 1
661                 if (unlikely(do_numainfo))
662                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
663 #endif
664         }
665 }
666
667 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
668 {
669         /*
670          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
671          * if it races with swapoff, page migration, etc.
672          * So this can be called with p == NULL.
673          */
674         if (unlikely(!p))
675                 return NULL;
676
677         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
678 }
679 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
680
681 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
682 {
683         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
684
685         rcu_read_lock();
686         do {
687                 /*
688                  * Page cache insertions can happen withou an
689                  * actual mm context, e.g. during disk probing
690                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
691                  */
692                 if (unlikely(!mm))
693                         memcg = root_mem_cgroup;
694                 else {
695                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
696                         if (unlikely(!memcg))
697                                 memcg = root_mem_cgroup;
698                 }
699         } while (!css_tryget(&memcg->css));
700         rcu_read_unlock();
701         return memcg;
702 }
703
704 /**
705  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
706  * @root: hierarchy root
707  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
708  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
709  *
710  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
711  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
712  *
713  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
714  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
715  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
716  *
717  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
718  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
719  * reclaimers operating on the same zone and priority.
720  */
721 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
722                                    struct mem_cgroup *prev,
723                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
724 {
725         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
726         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
727         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
728         struct mem_cgroup *pos = NULL;
729
730         if (mem_cgroup_disabled())
731                 return NULL;
732
733         if (!root)
734                 root = root_mem_cgroup;
735
736         if (prev && !reclaim)
737                 pos = prev;
738
739         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
740                 if (prev)
741                         goto out;
742                 return root;
743         }
744
745         rcu_read_lock();
746
747         if (reclaim) {
748                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
749
750                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
751                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
752
753                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
754                         goto out_unlock;
755
756                 while (1) {
757                         pos = READ_ONCE(iter->position);
758                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
759                                 break;
760                         /*
761                          * css reference reached zero, so iter->position will
762                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
763                          * rely on this happening soon, because ->css_released
764                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
765                          * might block it. So we clear iter->position right
766                          * away.
767                          */
768                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
769                 }
770         }
771
772         if (pos)
773                 css = &pos->css;
774
775         for (;;) {
776                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
777                 if (!css) {
778                         /*
779                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
780                          * new one might jump in right at the end of
781                          * the hierarchy - make sure they see at least
782                          * one group and restart from the beginning.
783                          */
784                         if (!prev)
785                                 continue;
786                         break;
787                 }
788
789                 /*
790                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
791                  * is provided by the caller, so we know it's alive
792                  * and kicking, and don't take an extra reference.
793                  */
794                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
795
796                 if (css == &root->css)
797                         break;
798
799                 if (css_tryget(css))
800                         break;
801
802                 memcg = NULL;
803         }
804
805         if (reclaim) {
806                 /*
807                  * The position could have already been updated by a competing
808                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
809                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
810                  */
811                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
812
813                 if (pos)
814                         css_put(&pos->css);
815
816                 if (!memcg)
817                         iter->generation++;
818                 else if (!prev)
819                         reclaim->generation = iter->generation;
820         }
821
822 out_unlock:
823         rcu_read_unlock();
824 out:
825         if (prev && prev != root)
826                 css_put(&prev->css);
827
828         return memcg;
829 }
830
831 /**
832  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
833  * @root: hierarchy root
834  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
835  */
836 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
837                            struct mem_cgroup *prev)
838 {
839         if (!root)
840                 root = root_mem_cgroup;
841         if (prev && prev != root)
842                 css_put(&prev->css);
843 }
844
845 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
846                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
847 {
848         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
849         struct mem_cgroup_per_node *mz;
850         int nid;
851         int i;
852
853         for_each_node(nid) {
854                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
855                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
856                         iter = &mz->iter[i];
857                         cmpxchg(&iter->position,
858                                 dead_memcg, NULL);
859                 }
860         }
861 }
862
863 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
864 {
865         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
866         struct mem_cgroup *last;
867
868         do {
869                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
870                 last = memcg;
871         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
872
873         /*
874          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
875          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
876          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
877          * dead_memcg from cgroup root separately.
878          */
879         if (last != root_mem_cgroup)
880                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
881                                                 dead_memcg);
882 }
883
884 /*
885  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
886  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
887  * be used for reference counting.
888  */
889 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
890         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
891              iter != NULL;                              \
892              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
893
894 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
895         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
896              iter != NULL;                              \
897              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
898
899 /**
900  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
901  * @memcg: hierarchy root
902  * @fn: function to call for each task
903  * @arg: argument passed to @fn
904  *
905  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
906  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
907  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
908  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
909  *
910  * This function must not be called for the root memory cgroup.
911  */
912 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
913                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
914 {
915         struct mem_cgroup *iter;
916         int ret = 0;
917
918         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
919
920         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
921                 struct css_task_iter it;
922                 struct task_struct *task;
923
924                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
925                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
926                         ret = fn(task, arg);
927                 css_task_iter_end(&it);
928                 if (ret) {
929                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
930                         break;
931                 }
932         }
933         return ret;
934 }
935
936 /**
937  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
938  * @page: the page
939  * @zone: zone of the page
940  *
941  * This function is only safe when following the LRU page isolation
942  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
943  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
944  */
945 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
946 {
947         struct mem_cgroup_per_node *mz;
948         struct mem_cgroup *memcg;
949         struct lruvec *lruvec;
950
951         if (mem_cgroup_disabled()) {
952                 lruvec = &pgdat->lruvec;
953                 goto out;
954         }
955
956         memcg = page->mem_cgroup;
957         /*
958          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
959          * possibly migrated - before they are charged.
960          */
961         if (!memcg)
962                 memcg = root_mem_cgroup;
963
964         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
965         lruvec = &mz->lruvec;
966 out:
967         /*
968          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
969          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
970          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
971          */
972         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
973                 lruvec->pgdat = pgdat;
974         return lruvec;
975 }
976
977 /**
978  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
979  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
980  * @lru: index of lru list the page is sitting on
981  * @zid: zone id of the accounted pages
982  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
983  *
984  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
985  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
986  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
987  */
988 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
989                                 int zid, int nr_pages)
990 {
991         struct mem_cgroup_per_node *mz;
992         unsigned long *lru_size;
993         long size;
994
995         if (mem_cgroup_disabled())
996                 return;
997
998         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
999         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1000
1001         if (nr_pages < 0)
1002                 *lru_size += nr_pages;
1003
1004         size = *lru_size;
1005         if (WARN_ONCE(size < 0,
1006                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1007                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1008                 VM_BUG_ON(1);
1009                 *lru_size = 0;
1010         }
1011
1012         if (nr_pages > 0)
1013                 *lru_size += nr_pages;
1014 }
1015
1016 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1017 {
1018         struct mem_cgroup *task_memcg;
1019         struct task_struct *p;
1020         bool ret;
1021
1022         p = find_lock_task_mm(task);
1023         if (p) {
1024                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1025                 task_unlock(p);
1026         } else {
1027                 /*
1028                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1029                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1030                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1031                  */
1032                 rcu_read_lock();
1033                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1034                 css_get(&task_memcg->css);
1035                 rcu_read_unlock();
1036         }
1037         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1038         css_put(&task_memcg->css);
1039         return ret;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1044  * @memcg: the memory cgroup
1045  *
1046  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1047  * pages.
1048  */
1049 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1050 {
1051         unsigned long margin = 0;
1052         unsigned long count;
1053         unsigned long limit;
1054
1055         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1056         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1057         if (count < limit)
1058                 margin = limit - count;
1059
1060         if (do_memsw_account()) {
1061                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1062                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1063                 if (count <= limit)
1064                         margin = min(margin, limit - count);
1065                 else
1066                         margin = 0;
1067         }
1068
1069         return margin;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1074  *
1075  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1076  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1077  * caused by "move".
1078  */
1079 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1080 {
1081         struct mem_cgroup *from;
1082         struct mem_cgroup *to;
1083         bool ret = false;
1084         /*
1085          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1086          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1087          */
1088         spin_lock(&mc.lock);
1089         from = mc.from;
1090         to = mc.to;
1091         if (!from)
1092                 goto unlock;
1093
1094         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1095                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1096 unlock:
1097         spin_unlock(&mc.lock);
1098         return ret;
1099 }
1100
1101 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1102 {
1103         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1104                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1105                         DEFINE_WAIT(wait);
1106                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1107                         /* moving charge context might have finished. */
1108                         if (mc.moving_task)
1109                                 schedule();
1110                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1111                         return true;
1112                 }
1113         }
1114         return false;
1115 }
1116
1117 unsigned int memcg1_stats[] = {
1118         MEMCG_CACHE,
1119         MEMCG_RSS,
1120         MEMCG_RSS_HUGE,
1121         NR_SHMEM,
1122         NR_FILE_MAPPED,
1123         NR_FILE_DIRTY,
1124         NR_WRITEBACK,
1125         MEMCG_SWAP,
1126 };
1127
1128 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
1129         "cache",
1130         "rss",
1131         "rss_huge",
1132         "shmem",
1133         "mapped_file",
1134         "dirty",
1135         "writeback",
1136         "swap",
1137 };
1138
1139 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1140 /**
1141  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1142  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1143  * @p: Task that is going to be killed
1144  *
1145  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1146  * enabled
1147  */
1148 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1149 {
1150         struct mem_cgroup *iter;
1151         unsigned int i;
1152
1153         rcu_read_lock();
1154
1155         if (p) {
1156                 pr_info("Task in ");
1157                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1158                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1159         } else {
1160                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1161         }
1162
1163         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1164         pr_cont("\n");
1165
1166         rcu_read_unlock();
1167
1168         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1169                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1170                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1171         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1172                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1173                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1174         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1175                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1176                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1177
1178         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1179                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1180                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1181                 pr_cont(":");
1182
1183                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
1184                         if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_swap_account)
1185                                 continue;
1186                         pr_cont(" %s:%luKB", memcg1_stat_names[i],
1187                                 K(memcg_page_state(iter, memcg1_stats[i])));
1188                 }
1189
1190                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1191                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1192                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1193
1194                 pr_cont("\n");
1195         }
1196 }
1197
1198 /*
1199  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1200  * 1(self count) if no children.
1201  */
1202 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1203 {
1204         int num = 0;
1205         struct mem_cgroup *iter;
1206
1207         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1208                 num++;
1209         return num;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1214  */
1215 unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1216 {
1217         unsigned long limit;
1218
1219         limit = memcg->memory.limit;
1220         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1221                 unsigned long memsw_limit;
1222                 unsigned long swap_limit;
1223
1224                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1225                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1226                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1227                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1228         }
1229         return limit;
1230 }
1231
1232 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1233                                      int order)
1234 {
1235         struct oom_control oc = {
1236                 .zonelist = NULL,
1237                 .nodemask = NULL,
1238                 .memcg = memcg,
1239                 .gfp_mask = gfp_mask,
1240                 .order = order,
1241         };
1242         bool ret;
1243
1244         mutex_lock(&oom_lock);
1245         ret = out_of_memory(&oc);
1246         mutex_unlock(&oom_lock);
1247         return ret;
1248 }
1249
1250 #if MAX_NUMNODES > 1
1251
1252 /**
1253  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1254  * @memcg: the target memcg
1255  * @nid: the node ID to be checked.
1256  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1257  *
1258  * This function returns whether the specified memcg contains any
1259  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1260  * pages in the node.
1261  */
1262 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1263                 int nid, bool noswap)
1264 {
1265         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1266                 return true;
1267         if (noswap || !total_swap_pages)
1268                 return false;
1269         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1270                 return true;
1271         return false;
1272
1273 }
1274
1275 /*
1276  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1277  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1278  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1279  *
1280  */
1281 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1282 {
1283         int nid;
1284         /*
1285          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1286          * pagein/pageout changes since the last update.
1287          */
1288         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1289                 return;
1290         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1291                 return;
1292
1293         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1294         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1295
1296         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1297
1298                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1299                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1300         }
1301
1302         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1303         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1304 }
1305
1306 /*
1307  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1308  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1309  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1310  *
1311  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1312  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1313  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1314  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1315  *
1316  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1317  */
1318 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1319 {
1320         int node;
1321
1322         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1323         node = memcg->last_scanned_node;
1324
1325         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1326         /*
1327          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1328          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1329          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1330          */
1331         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1332                 node = numa_node_id();
1333
1334         memcg->last_scanned_node = node;
1335         return node;
1336 }
1337 #else
1338 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1339 {
1340         return 0;
1341 }
1342 #endif
1343
1344 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1345                                    pg_data_t *pgdat,
1346                                    gfp_t gfp_mask,
1347                                    unsigned long *total_scanned)
1348 {
1349         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1350         int total = 0;
1351         int loop = 0;
1352         unsigned long excess;
1353         unsigned long nr_scanned;
1354         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1355                 .pgdat = pgdat,
1356                 .priority = 0,
1357         };
1358
1359         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1360
1361         while (1) {
1362                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1363                 if (!victim) {
1364                         loop++;
1365                         if (loop >= 2) {
1366                                 /*
1367                                  * If we have not been able to reclaim
1368                                  * anything, it might because there are
1369                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1370                                  */
1371                                 if (!total)
1372                                         break;
1373                                 /*
1374                                  * We want to do more targeted reclaim.
1375                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1376                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1377                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1378                                  */
1379                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1380                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1381                                         break;
1382                         }
1383                         continue;
1384                 }
1385                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1386                                         pgdat, &nr_scanned);
1387                 *total_scanned += nr_scanned;
1388                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1389                         break;
1390         }
1391         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1392         return total;
1393 }
1394
1395 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1396 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1397         .name = "memcg_oom_lock",
1398 };
1399 #endif
1400
1401 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1402
1403 /*
1404  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1405  * If someone is running, return false.
1406  */
1407 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1408 {
1409         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1410
1411         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1412
1413         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1414                 if (iter->oom_lock) {
1415                         /*
1416                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1417                          * so we cannot give a lock.
1418                          */
1419                         failed = iter;
1420                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1421                         break;
1422                 } else
1423                         iter->oom_lock = true;
1424         }
1425
1426         if (failed) {
1427                 /*
1428                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1429                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1430                  */
1431                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1432                         if (iter == failed) {
1433                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1434                                 break;
1435                         }
1436                         iter->oom_lock = false;
1437                 }
1438         } else
1439                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1440
1441         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1442
1443         return !failed;
1444 }
1445
1446 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1447 {
1448         struct mem_cgroup *iter;
1449
1450         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1451         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1452         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1453                 iter->oom_lock = false;
1454         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1455 }
1456
1457 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1458 {
1459         struct mem_cgroup *iter;
1460
1461         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1462         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1463                 iter->under_oom++;
1464         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1465 }
1466
1467 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1468 {
1469         struct mem_cgroup *iter;
1470
1471         /*
1472          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1473          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1474          */
1475         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1476         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1477                 if (iter->under_oom > 0)
1478                         iter->under_oom--;
1479         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1480 }
1481
1482 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1483
1484 struct oom_wait_info {
1485         struct mem_cgroup *memcg;
1486         wait_queue_entry_t      wait;
1487 };
1488
1489 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1490         unsigned mode, int sync, void *arg)
1491 {
1492         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1493         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1494         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1495
1496         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1497         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1498
1499         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1500             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1501                 return 0;
1502         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1503 }
1504
1505 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1506 {
1507         /*
1508          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1509          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1510          * this function is called as a result of userland actions
1511          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1512          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1513          * triggering notification.
1514          */
1515         if (memcg && memcg->under_oom)
1516                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1517 }
1518
1519 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1520 {
1521         if (!current->memcg_may_oom)
1522                 return;
1523         /*
1524          * We are in the middle of the charge context here, so we
1525          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1526          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1527          *
1528          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1529          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1530          * invocation might not even be necessary.
1531          *
1532          * That's why we don't do anything here except remember the
1533          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1534          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1535          * and when we know whether the fault was overall successful.
1536          */
1537         css_get(&memcg->css);
1538         current->memcg_in_oom = memcg;
1539         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1540         current->memcg_oom_order = order;
1541 }
1542
1543 /**
1544  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1545  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1546  *
1547  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1548  * handler was enabled.
1549  *
1550  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1551  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1552  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1553  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1554  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1555  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1556  *
1557  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1558  * completed, %false otherwise.
1559  */
1560 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1561 {
1562         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1563         struct oom_wait_info owait;
1564         bool locked;
1565
1566         /* OOM is global, do not handle */
1567         if (!memcg)
1568                 return false;
1569
1570         if (!handle)
1571                 goto cleanup;
1572
1573         owait.memcg = memcg;
1574         owait.wait.flags = 0;
1575         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1576         owait.wait.private = current;
1577         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1578
1579         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1580         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1581
1582         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1583
1584         if (locked)
1585                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1586
1587         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1588                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1589                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1590                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1591                                          current->memcg_oom_order);
1592         } else {
1593                 schedule();
1594                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1595                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1596         }
1597
1598         if (locked) {
1599                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1600                 /*
1601                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1602                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1603                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1604                  */
1605                 memcg_oom_recover(memcg);
1606         }
1607 cleanup:
1608         current->memcg_in_oom = NULL;
1609         css_put(&memcg->css);
1610         return true;
1611 }
1612
1613 /**
1614  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1615  * @page: the page
1616  *
1617  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1618  * another cgroup.
1619  *
1620  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1621  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1622  * when @page might get freed inside the locked section.
1623  */
1624 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1625 {
1626         struct mem_cgroup *memcg;
1627         unsigned long flags;
1628
1629         /*
1630          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1631          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1632          * because page moving starts with an RCU grace period.
1633          *
1634          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1635          * the page state that is going to change is the only thing
1636          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1637          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1638          * keep off truncation, migration and so forth.
1639          */
1640         rcu_read_lock();
1641
1642         if (mem_cgroup_disabled())
1643                 return NULL;
1644 again:
1645         memcg = page->mem_cgroup;
1646         if (unlikely(!memcg))
1647                 return NULL;
1648
1649         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1650                 return memcg;
1651
1652         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1653         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1654                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1655                 goto again;
1656         }
1657
1658         /*
1659          * When charge migration first begins, we can have locked and
1660          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1661          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1662          */
1663         memcg->move_lock_task = current;
1664         memcg->move_lock_flags = flags;
1665
1666         return memcg;
1667 }
1668 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1669
1670 /**
1671  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
1672  * @memcg: the memcg
1673  *
1674  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
1675  */
1676 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1677 {
1678         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1679                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1680
1681                 memcg->move_lock_task = NULL;
1682                 memcg->move_lock_flags = 0;
1683
1684                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1685         }
1686
1687         rcu_read_unlock();
1688 }
1689
1690 /**
1691  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1692  * @page: the page
1693  */
1694 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1695 {
1696         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1699
1700 struct memcg_stock_pcp {
1701         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1702         unsigned int nr_pages;
1703         struct work_struct work;
1704         unsigned long flags;
1705 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1706 };
1707 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1708 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1709
1710 /**
1711  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1712  * @memcg: memcg to consume from.
1713  * @nr_pages: how many pages to charge.
1714  *
1715  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1716  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1717  * service an allocation will refill the stock.
1718  *
1719  * returns true if successful, false otherwise.
1720  */
1721 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1722 {
1723         struct memcg_stock_pcp *stock;
1724         unsigned long flags;
1725         bool ret = false;
1726
1727         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
1728                 return ret;
1729
1730         local_irq_save(flags);
1731
1732         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1733         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1734                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1735                 ret = true;
1736         }
1737
1738         local_irq_restore(flags);
1739
1740         return ret;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1745  */
1746 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1749
1750         if (stock->nr_pages) {
1751                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1752                 if (do_memsw_account())
1753                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1754                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1755                 stock->nr_pages = 0;
1756         }
1757         stock->cached = NULL;
1758 }
1759
1760 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1761 {
1762         struct memcg_stock_pcp *stock;
1763         unsigned long flags;
1764
1765         /*
1766          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
1767          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
1768          */
1769         local_irq_save(flags);
1770
1771         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1772         drain_stock(stock);
1773         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1774
1775         local_irq_restore(flags);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1780  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1781  */
1782 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1783 {
1784         struct memcg_stock_pcp *stock;
1785         unsigned long flags;
1786
1787         local_irq_save(flags);
1788
1789         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1790         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1791                 drain_stock(stock);
1792                 stock->cached = memcg;
1793         }
1794         stock->nr_pages += nr_pages;
1795
1796         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
1797                 drain_stock(stock);
1798
1799         local_irq_restore(flags);
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1804  * of the hierarchy under it.
1805  */
1806 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1807 {
1808         int cpu, curcpu;
1809
1810         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1811         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1812                 return;
1813         /*
1814          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
1815          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
1816          * as well as workers from this path always operate on the local
1817          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
1818          */
1819         curcpu = get_cpu();
1820         for_each_online_cpu(cpu) {
1821                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1822                 struct mem_cgroup *memcg;
1823
1824                 memcg = stock->cached;
1825                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
1826                         continue;
1827                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
1828                         css_put(&memcg->css);
1829                         continue;
1830                 }
1831                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1832                         if (cpu == curcpu)
1833                                 drain_local_stock(&stock->work);
1834                         else
1835                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1836                 }
1837                 css_put(&memcg->css);
1838         }
1839         put_cpu();
1840         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1841 }
1842
1843 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
1844 {
1845         struct memcg_stock_pcp *stock;
1846         struct mem_cgroup *memcg;
1847
1848         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1849         drain_stock(stock);
1850
1851         for_each_mem_cgroup(memcg) {
1852                 int i;
1853
1854                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
1855                         int nid;
1856                         long x;
1857
1858                         x = this_cpu_xchg(memcg->stat_cpu->count[i], 0);
1859                         if (x)
1860                                 atomic_long_add(x, &memcg->stat[i]);
1861
1862                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
1863                                 continue;
1864
1865                         for_each_node(nid) {
1866                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
1867
1868                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1869                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
1870                                 if (x)
1871                                         atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
1872                         }
1873                 }
1874
1875                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
1876                         long x;
1877
1878                         x = this_cpu_xchg(memcg->stat_cpu->events[i], 0);
1879                         if (x)
1880                                 atomic_long_add(x, &memcg->events[i]);
1881                 }
1882         }
1883
1884         return 0;
1885 }
1886
1887 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1888                          unsigned int nr_pages,
1889                          gfp_t gfp_mask)
1890 {
1891         do {
1892                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1893                         continue;
1894                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
1895                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1896         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1897 }
1898
1899 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1900 {
1901         struct mem_cgroup *memcg;
1902
1903         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1904         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1909  * and reclaims memory over the high limit.
1910  */
1911 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1912 {
1913         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1914         struct mem_cgroup *memcg;
1915
1916         if (likely(!nr_pages))
1917                 return;
1918
1919         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1920         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1921         css_put(&memcg->css);
1922         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1923 }
1924
1925 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1926                       unsigned int nr_pages)
1927 {
1928         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
1929         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1930         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1931         struct page_counter *counter;
1932         unsigned long nr_reclaimed;
1933         bool may_swap = true;
1934         bool drained = false;
1935
1936         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1937                 return 0;
1938 retry:
1939         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1940                 return 0;
1941
1942         if (!do_memsw_account() ||
1943             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1944                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1945                         goto done_restock;
1946                 if (do_memsw_account())
1947                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1948                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1949         } else {
1950                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1951                 may_swap = false;
1952         }
1953
1954         if (batch > nr_pages) {
1955                 batch = nr_pages;
1956                 goto retry;
1957         }
1958
1959         /*
1960          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
1961          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
1962          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
1963          * free their memory.
1964          */
1965         if (unlikely(tsk_is_oom_victim(current) ||
1966                      fatal_signal_pending(current) ||
1967                      current->flags & PF_EXITING))
1968                 goto force;
1969
1970         /*
1971          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
1972          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
1973          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
1974          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
1975          */
1976         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
1977                 goto force;
1978
1979         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
1980                 goto nomem;
1981
1982         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
1983                 goto nomem;
1984
1985         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
1986
1987         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
1988                                                     gfp_mask, may_swap);
1989
1990         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1991                 goto retry;
1992
1993         if (!drained) {
1994                 drain_all_stock(mem_over_limit);
1995                 drained = true;
1996                 goto retry;
1997         }
1998
1999         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2000                 goto nomem;
2001         /*
2002          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2003          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2004          * before killing the task.
2005          *
2006          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2007          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2008          * to regular pages anyway in case of failure.
2009          */
2010         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2011                 goto retry;
2012         /*
2013          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2014          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2015          */
2016         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2017                 goto retry;
2018
2019         if (nr_retries--)
2020                 goto retry;
2021
2022         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2023                 goto force;
2024
2025         if (fatal_signal_pending(current))
2026                 goto force;
2027
2028         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_OOM);
2029
2030         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2031                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2032 nomem:
2033         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2034                 return -ENOMEM;
2035 force:
2036         /*
2037          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2038          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2039          * temporarily by force charging it.
2040          */
2041         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2042         if (do_memsw_account())
2043                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2044         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2045
2046         return 0;
2047
2048 done_restock:
2049         css_get_many(&memcg->css, batch);
2050         if (batch > nr_pages)
2051                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2052
2053         /*
2054          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2055          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2056          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2057          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2058          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2059          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2060          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2061          */
2062         do {
2063                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2064                         /* Don't bother a random interrupted task */
2065                         if (in_interrupt()) {
2066                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2067                                 break;
2068                         }
2069                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2070                         set_notify_resume(current);
2071                         break;
2072                 }
2073         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2074
2075         return 0;
2076 }
2077
2078 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2079 {
2080         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2081                 return;
2082
2083         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2084         if (do_memsw_account())
2085                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2086
2087         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2088 }
2089
2090 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2091 {
2092         struct zone *zone = page_zone(page);
2093
2094         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
2095         if (PageLRU(page)) {
2096                 struct lruvec *lruvec;
2097
2098                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2099                 ClearPageLRU(page);
2100                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2101                 *isolated = 1;
2102         } else
2103                 *isolated = 0;
2104 }
2105
2106 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2107 {
2108         struct zone *zone = page_zone(page);
2109
2110         if (isolated) {
2111                 struct lruvec *lruvec;
2112
2113                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2114                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2115                 SetPageLRU(page);
2116                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2117         }
2118         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
2119 }
2120
2121 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2122                           bool lrucare)
2123 {
2124         int isolated;
2125
2126         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2127
2128         /*
2129          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2130          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2131          */
2132         if (lrucare)
2133                 lock_page_lru(page, &isolated);
2134
2135         /*
2136          * Nobody should be changing or seriously looking at
2137          * page->mem_cgroup at this point:
2138          *
2139          * - the page is uncharged
2140          *
2141          * - the page is off-LRU
2142          *
2143          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2144          *   a locked page table
2145          *
2146          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2147          *   have the page locked
2148          */
2149         page->mem_cgroup = memcg;
2150
2151         if (lrucare)
2152                 unlock_page_lru(page, isolated);
2153 }
2154
2155 #ifndef CONFIG_SLOB
2156 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2157 {
2158         int id, size;
2159         int err;
2160
2161         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2162                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2163         if (id < 0)
2164                 return id;
2165
2166         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2167                 return id;
2168
2169         /*
2170          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2171          * so we have to grow them.
2172          */
2173         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2174
2175         size = 2 * (id + 1);
2176         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2177                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2178         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2179                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2180
2181         err = memcg_update_all_caches(size);
2182         if (!err)
2183                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2184         if (!err)
2185                 memcg_nr_cache_ids = size;
2186
2187         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2188
2189         if (err) {
2190                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2191                 return err;
2192         }
2193         return id;
2194 }
2195
2196 static void memcg_free_cache_id(int id)
2197 {
2198         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2199 }
2200
2201 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2202         struct mem_cgroup *memcg;
2203         struct kmem_cache *cachep;
2204         struct work_struct work;
2205 };
2206
2207 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2208 {
2209         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2210                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2211         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2212         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2213
2214         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2215
2216         css_put(&memcg->css);
2217         kfree(cw);
2218 }
2219
2220 /*
2221  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2222  */
2223 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2224                                                struct kmem_cache *cachep)
2225 {
2226         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2227
2228         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2229         if (!cw)
2230                 return;
2231
2232         css_get(&memcg->css);
2233
2234         cw->memcg = memcg;
2235         cw->cachep = cachep;
2236         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2237
2238         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2239 }
2240
2241 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2242                                              struct kmem_cache *cachep)
2243 {
2244         /*
2245          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2246          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2247          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2248          *
2249          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2250          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2251          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2252          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2253          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2254          */
2255         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2256         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2257         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2258 }
2259
2260 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2261 {
2262         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2263                 return true;
2264         return false;
2265 }
2266
2267 /**
2268  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2269  * @cachep: the original global kmem cache
2270  *
2271  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2272  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2273  *
2274  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2275  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2276  * go through with the original cache.
2277  *
2278  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2279  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2280  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2281  * reference.
2282  */
2283 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2284 {
2285         struct mem_cgroup *memcg;
2286         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2287         int kmemcg_id;
2288
2289         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2290
2291         if (memcg_kmem_bypass())
2292                 return cachep;
2293
2294         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2295                 return cachep;
2296
2297         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2298         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2299         if (kmemcg_id < 0)
2300                 goto out;
2301
2302         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2303         if (likely(memcg_cachep))
2304                 return memcg_cachep;
2305
2306         /*
2307          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2308          * context), we could be be predictable and return right away.
2309          * This would guarantee that the allocation being performed
2310          * already belongs in the new cache.
2311          *
2312          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2313          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2314          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2315          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2316          * defer everything.
2317          */
2318         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2319 out:
2320         css_put(&memcg->css);
2321         return cachep;
2322 }
2323
2324 /**
2325  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2326  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2327  */
2328 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2329 {
2330         if (!is_root_cache(cachep))
2331                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2332 }
2333
2334 /**
2335  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page
2336  * @page: page to charge
2337  * @gfp: reclaim mode
2338  * @order: allocation order
2339  * @memcg: memory cgroup to charge
2340  *
2341  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2342  */
2343 int memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2344                             struct mem_cgroup *memcg)
2345 {
2346         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2347         struct page_counter *counter;
2348         int ret;
2349
2350         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2351         if (ret)
2352                 return ret;
2353
2354         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2355             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2356
2357                 /*
2358                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2359                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2360                  * handling code.
2361                  */
2362                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2363                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2364                         return 0;
2365                 }
2366                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2367                 return -ENOMEM;
2368         }
2369
2370         page->mem_cgroup = memcg;
2371
2372         return 0;
2373 }
2374
2375 /**
2376  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2377  * @page: page to charge
2378  * @gfp: reclaim mode
2379  * @order: allocation order
2380  *
2381  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2382  */
2383 int memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2384 {
2385         struct mem_cgroup *memcg;
2386         int ret = 0;
2387
2388         if (memcg_kmem_bypass())
2389                 return 0;
2390
2391         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2392         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2393                 ret = memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2394                 if (!ret)
2395                         __SetPageKmemcg(page);
2396         }
2397         css_put(&memcg->css);
2398         return ret;
2399 }
2400 /**
2401  * memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2402  * @page: page to uncharge
2403  * @order: allocation order
2404  */
2405 void memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2406 {
2407         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2408         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2409
2410         if (!memcg)
2411                 return;
2412
2413         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2414
2415         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2416                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2417
2418         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2419         if (do_memsw_account())
2420                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2421
2422         page->mem_cgroup = NULL;
2423
2424         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2425         if (PageKmemcg(page))
2426                 __ClearPageKmemcg(page);
2427
2428         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2429 }
2430 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2431
2432 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2433
2434 /*
2435  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2436  * zone_lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2437  */
2438 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2439 {
2440         int i;
2441
2442         if (mem_cgroup_disabled())
2443                 return;
2444
2445         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2446                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2447
2448         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2449 }
2450 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2451
2452 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2453 /**
2454  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2455  * @entry: swap entry to be moved
2456  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2457  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2458  *
2459  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2460  * as the mem_cgroup's id of @from.
2461  *
2462  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2463  *
2464  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2465  * both res and memsw, and called css_get().
2466  */
2467 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2468                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2469 {
2470         unsigned short old_id, new_id;
2471
2472         old_id = mem_cgroup_id(from);
2473         new_id = mem_cgroup_id(to);
2474
2475         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2476                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2477                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2478                 return 0;
2479         }
2480         return -EINVAL;
2481 }
2482 #else
2483 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2484                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2485 {
2486         return -EINVAL;
2487 }
2488 #endif
2489
2490 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2491
2492 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2493                                    unsigned long limit)
2494 {
2495         unsigned long curusage;
2496         unsigned long oldusage;
2497         bool enlarge = false;
2498         int retry_count;
2499         int ret;
2500
2501         /*
2502          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2503          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2504          * of # of children which we should visit in this loop.
2505          */
2506         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2507                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2508
2509         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2510
2511         do {
2512                 if (signal_pending(current)) {
2513                         ret = -EINTR;
2514                         break;
2515                 }
2516
2517                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2518                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2519                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2520                         ret = -EINVAL;
2521                         break;
2522                 }
2523                 if (limit > memcg->memory.limit)
2524                         enlarge = true;
2525                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2526                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2527
2528                 if (!ret)
2529                         break;
2530
2531                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2532
2533                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2534                 /* Usage is reduced ? */
2535                 if (curusage >= oldusage)
2536                         retry_count--;
2537                 else
2538                         oldusage = curusage;
2539         } while (retry_count);
2540
2541         if (!ret && enlarge)
2542                 memcg_oom_recover(memcg);
2543
2544         return ret;
2545 }
2546
2547 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2548                                          unsigned long limit)
2549 {
2550         unsigned long curusage;
2551         unsigned long oldusage;
2552         bool enlarge = false;
2553         int retry_count;
2554         int ret;
2555
2556         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2557         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2558                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2559
2560         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2561
2562         do {
2563                 if (signal_pending(current)) {
2564                         ret = -EINTR;
2565                         break;
2566                 }
2567
2568                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2569                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2570                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2571                         ret = -EINVAL;
2572                         break;
2573                 }
2574                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2575                         enlarge = true;
2576                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2577                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2578
2579                 if (!ret)
2580                         break;
2581
2582                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2583
2584                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2585                 /* Usage is reduced ? */
2586                 if (curusage >= oldusage)
2587                         retry_count--;
2588                 else
2589                         oldusage = curusage;
2590         } while (retry_count);
2591
2592         if (!ret && enlarge)
2593                 memcg_oom_recover(memcg);
2594
2595         return ret;
2596 }
2597
2598 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2599                                             gfp_t gfp_mask,
2600                                             unsigned long *total_scanned)
2601 {
2602         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2603         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2604         unsigned long reclaimed;
2605         int loop = 0;
2606         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2607         unsigned long excess;
2608         unsigned long nr_scanned;
2609
2610         if (order > 0)
2611                 return 0;
2612
2613         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2614
2615         /*
2616          * Do not even bother to check the largest node if the root
2617          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2618          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2619          */
2620         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2621                 return 0;
2622
2623         /*
2624          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2625          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2626          * pressure
2627          */
2628         do {
2629                 if (next_mz)
2630                         mz = next_mz;
2631                 else
2632                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2633                 if (!mz)
2634                         break;
2635
2636                 nr_scanned = 0;
2637                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2638                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2639                 nr_reclaimed += reclaimed;
2640                 *total_scanned += nr_scanned;
2641                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2642                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2643
2644                 /*
2645                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2646                  * it is time to move on to the next cgroup
2647                  */
2648                 next_mz = NULL;
2649                 if (!reclaimed)
2650                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2651
2652                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2653                 /*
2654                  * One school of thought says that we should not add
2655                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2656                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2657                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2658                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2659                  * term TODO.
2660                  */
2661                 /* If excess == 0, no tree ops */
2662                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2663                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2664                 css_put(&mz->memcg->css);
2665                 loop++;
2666                 /*
2667                  * Could not reclaim anything and there are no more
2668                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2669                  * reclaiming anything.
2670                  */
2671                 if (!nr_reclaimed &&
2672                         (next_mz == NULL ||
2673                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2674                         break;
2675         } while (!nr_reclaimed);
2676         if (next_mz)
2677                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2678         return nr_reclaimed;
2679 }
2680
2681 /*
2682  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2683  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2684  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2685  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2686  */
2687 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2688 {
2689         bool ret;
2690
2691         rcu_read_lock();
2692         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2693         rcu_read_unlock();
2694         return ret;
2695 }
2696
2697 /*
2698  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2699  *
2700  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2701  */
2702 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2703 {
2704         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2705
2706         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2707         lru_add_drain_all();
2708         /* try to free all pages in this cgroup */
2709         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2710                 int progress;
2711
2712                 if (signal_pending(current))
2713                         return -EINTR;
2714
2715                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2716                                                         GFP_KERNEL, true);
2717                 if (!progress) {
2718                         nr_retries--;
2719                         /* maybe some writeback is necessary */
2720                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2721                 }
2722
2723         }
2724
2725         return 0;
2726 }
2727
2728 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2729                                             char *buf, size_t nbytes,
2730                                             loff_t off)
2731 {
2732         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2733
2734         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2735                 return -EINVAL;
2736         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2737 }
2738
2739 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2740                                      struct cftype *cft)
2741 {
2742         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2743 }
2744
2745 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2746                                       struct cftype *cft, u64 val)
2747 {
2748         int retval = 0;
2749         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2750         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2751
2752         if (memcg->use_hierarchy == val)
2753                 return 0;
2754
2755         /*
2756          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2757          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2758          * occur, provided the current cgroup has no children.
2759          *
2760          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2761          * set if there are no children.
2762          */
2763         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2764                                 (val == 1 || val == 0)) {
2765                 if (!memcg_has_children(memcg))
2766                         memcg->use_hierarchy = val;
2767                 else
2768                         retval = -EBUSY;
2769         } else
2770                 retval = -EINVAL;
2771
2772         return retval;
2773 }
2774
2775 static void tree_stat(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *stat)
2776 {
2777         struct mem_cgroup *iter;
2778         int i;
2779
2780         memset(stat, 0, sizeof(*stat) * MEMCG_NR_STAT);
2781
2782         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2783                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
2784                         stat[i] += memcg_page_state(iter, i);
2785         }
2786 }
2787
2788 static void tree_events(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *events)
2789 {
2790         struct mem_cgroup *iter;
2791         int i;
2792
2793         memset(events, 0, sizeof(*events) * NR_VM_EVENT_ITEMS);
2794
2795         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2796                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
2797                         events[i] += memcg_sum_events(iter, i);
2798         }
2799 }
2800
2801 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2802 {
2803         unsigned long val = 0;
2804
2805         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2806                 struct mem_cgroup *iter;
2807
2808                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2809                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_CACHE);
2810                         val += memcg_page_state(iter, MEMCG_RSS);
2811                         if (swap)
2812                                 val += memcg_page_state(iter, MEMCG_SWAP);
2813                 }
2814         } else {
2815                 if (!swap)
2816                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2817                 else
2818                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2819         }
2820         return val;
2821 }
2822
2823 enum {
2824         RES_USAGE,
2825         RES_LIMIT,
2826         RES_MAX_USAGE,
2827         RES_FAILCNT,
2828         RES_SOFT_LIMIT,
2829 };
2830
2831 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2832                                struct cftype *cft)
2833 {
2834         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2835         struct page_counter *counter;
2836
2837         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2838         case _MEM:
2839                 counter = &memcg->memory;
2840                 break;
2841         case _MEMSWAP:
2842                 counter = &memcg->memsw;
2843                 break;
2844         case _KMEM:
2845                 counter = &memcg->kmem;
2846                 break;
2847         case _TCP:
2848                 counter = &memcg->tcpmem;
2849                 break;
2850         default:
2851                 BUG();
2852         }
2853
2854         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2855         case RES_USAGE:
2856                 if (counter == &memcg->memory)
2857                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2858                 if (counter == &memcg->memsw)
2859                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2860                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2861         case RES_LIMIT:
2862                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2863         case RES_MAX_USAGE:
2864                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2865         case RES_FAILCNT:
2866                 return counter->failcnt;
2867         case RES_SOFT_LIMIT:
2868                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2869         default:
2870                 BUG();
2871         }
2872 }
2873
2874 #ifndef CONFIG_SLOB
2875 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2876 {
2877         int memcg_id;
2878
2879         if (cgroup_memory_nokmem)
2880                 return 0;
2881
2882         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2883         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2884
2885         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2886         if (memcg_id < 0)
2887                 return memcg_id;
2888
2889         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2890         /*
2891          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2892          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2893          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2894          * patched.
2895          */
2896         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2897         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2898         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
2899
2900         return 0;
2901 }
2902
2903 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2904 {
2905         struct cgroup_subsys_state *css;
2906         struct mem_cgroup *parent, *child;
2907         int kmemcg_id;
2908
2909         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2910                 return;
2911         /*
2912          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2913          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2914          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2915          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2916          */
2917         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2918
2919         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2920
2921         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2922         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2923
2924         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2925         if (!parent)
2926                 parent = root_mem_cgroup;
2927
2928         /*
2929          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2930          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2931          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2932          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2933          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2934          * memcg_drain_all_list_lrus().
2935          */
2936         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
2937         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2938                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2939                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2940                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2941                 if (!memcg->use_hierarchy)
2942                         break;
2943         }
2944         rcu_read_unlock();
2945
2946         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2947
2948         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2949 }
2950
2951 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2952 {
2953         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2954         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2955                 memcg_offline_kmem(memcg);
2956
2957         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2958                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2959                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2960                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2961         }
2962 }
2963 #else
2964 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2965 {
2966         return 0;
2967 }
2968 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2969 {
2970 }
2971 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2972 {
2973 }
2974 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2975
2976 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2977                                    unsigned long limit)
2978 {
2979         int ret;
2980
2981         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2982         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2983         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2984         return ret;
2985 }
2986
2987 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2988 {
2989         int ret;
2990
2991         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2992
2993         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2994         if (ret)
2995                 goto out;
2996
2997         if (!memcg->tcpmem_active) {
2998                 /*
2999                  * The active flag needs to be written after the static_key
3000                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3001                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3002                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3003                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3004                  *
3005                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3006                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3007                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3008                  * yet, we'll lose accounting.
3009                  *
3010                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3011                  * because when this value change, the code to process it is not
3012                  * patched in yet.
3013                  */
3014                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3015                 memcg->tcpmem_active = true;
3016         }
3017 out:
3018         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3019         return ret;
3020 }
3021
3022 /*
3023  * The user of this function is...
3024  * RES_LIMIT.
3025  */
3026 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3027                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3028 {
3029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3030         unsigned long nr_pages;
3031         int ret;
3032
3033         buf = strstrip(buf);
3034         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3035         if (ret)
3036                 return ret;
3037
3038         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3039         case RES_LIMIT:
3040                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3041                         ret = -EINVAL;
3042                         break;
3043                 }
3044                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3045                 case _MEM:
3046                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3047                         break;
3048                 case _MEMSWAP:
3049                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3050                         break;
3051                 case _KMEM:
3052                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3053                         break;
3054                 case _TCP:
3055                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3056                         break;
3057                 }
3058                 break;
3059         case RES_SOFT_LIMIT:
3060                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3061                 ret = 0;
3062                 break;
3063         }
3064         return ret ?: nbytes;
3065 }
3066
3067 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3068                                 size_t nbytes, loff_t off)
3069 {
3070         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3071         struct page_counter *counter;
3072
3073         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3074         case _MEM:
3075                 counter = &memcg->memory;
3076                 break;
3077         case _MEMSWAP:
3078                 counter = &memcg->memsw;
3079                 break;
3080         case _KMEM:
3081                 counter = &memcg->kmem;
3082                 break;
3083         case _TCP:
3084                 counter = &memcg->tcpmem;
3085                 break;
3086         default:
3087                 BUG();
3088         }
3089
3090         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3091         case RES_MAX_USAGE:
3092                 page_counter_reset_watermark(counter);
3093                 break;
3094         case RES_FAILCNT:
3095                 counter->failcnt = 0;
3096                 break;
3097         default:
3098                 BUG();
3099         }
3100
3101         return nbytes;
3102 }
3103
3104 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3105                                         struct cftype *cft)
3106 {
3107         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3108 }
3109
3110 #ifdef CONFIG_MMU
3111 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3112                                         struct cftype *cft, u64 val)
3113 {
3114         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3115
3116         if (val & ~MOVE_MASK)
3117                 return -EINVAL;
3118
3119         /*
3120          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3121          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3122          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3123          * affect task migrations starting after the change.
3124          */
3125         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3126         return 0;
3127 }
3128 #else
3129 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3130                                         struct cftype *cft, u64 val)
3131 {
3132         return -ENOSYS;
3133 }
3134 #endif
3135
3136 #ifdef CONFIG_NUMA
3137 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3138 {
3139         struct numa_stat {
3140                 const char *name;
3141                 unsigned int lru_mask;
3142         };
3143
3144         static const struct numa_stat stats[] = {
3145                 { "total", LRU_ALL },
3146                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3147                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3148                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3149         };
3150         const struct numa_stat *stat;
3151         int nid;
3152         unsigned long nr;
3153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3154
3155         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3156                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3157                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3158                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3159                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3160                                                           stat->lru_mask);
3161                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3162                 }
3163                 seq_putc(m, '\n');
3164         }
3165
3166         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3167                 struct mem_cgroup *iter;
3168
3169                 nr = 0;
3170                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3171                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3172                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3173                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3174                         nr = 0;
3175                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3176                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3177                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3178                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3179                 }
3180                 seq_putc(m, '\n');
3181         }
3182
3183         return 0;
3184 }
3185 #endif /* CONFIG_NUMA */
3186
3187 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3188 unsigned int memcg1_events[] = {
3189         PGPGIN,
3190         PGPGOUT,
3191         PGFAULT,
3192         PGMAJFAULT,
3193 };
3194
3195 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3196         "pgpgin",
3197         "pgpgout",
3198         "pgfault",
3199         "pgmajfault",
3200 };
3201
3202 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3203 {
3204         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3205         unsigned long memory, memsw;
3206         struct mem_cgroup *mi;
3207         unsigned int i;
3208
3209         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3210         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3211
3212         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3213                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3214                         continue;
3215                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3216                            memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3217                            PAGE_SIZE);
3218         }
3219
3220         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3221                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3222                            memcg_sum_events(memcg, memcg1_events[i]));
3223
3224         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3225                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3226                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3227
3228         /* Hierarchical information */
3229         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3230         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3231                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3232                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3233         }
3234         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3235                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3236         if (do_memsw_account())
3237                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3238                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3239
3240         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3241                 unsigned long long val = 0;
3242
3243                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3244                         continue;
3245                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3246                         val += memcg_page_state(mi, memcg1_stats[i]) *
3247                         PAGE_SIZE;
3248                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i], val);
3249         }
3250
3251         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++) {
3252                 unsigned long long val = 0;
3253
3254                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3255                         val += memcg_sum_events(mi, memcg1_events[i]);
3256                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i], val);
3257         }
3258
3259         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3260                 unsigned long long val = 0;
3261
3262                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3263                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3264                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3265         }
3266
3267 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3268         {
3269                 pg_data_t *pgdat;
3270                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3271                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3272                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3273                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3274
3275                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3276                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3277                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3278
3279                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3280                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3281                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3282                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3283                 }
3284                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3285                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3286                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3287                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3288         }
3289 #endif
3290
3291         return 0;
3292 }
3293
3294 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3295                                       struct cftype *cft)
3296 {
3297         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3298
3299         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3300 }
3301
3302 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3303                                        struct cftype *cft, u64 val)
3304 {
3305         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3306
3307         if (val > 100)
3308                 return -EINVAL;
3309
3310         if (css->parent)
3311                 memcg->swappiness = val;
3312         else
3313                 vm_swappiness = val;
3314
3315         return 0;
3316 }
3317
3318 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3319 {
3320         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3321         unsigned long usage;
3322         int i;
3323
3324         rcu_read_lock();
3325         if (!swap)
3326                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3327         else
3328                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3329
3330         if (!t)
3331                 goto unlock;
3332
3333         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3334
3335         /*
3336          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3337          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3338          * call of __mem_cgroup_threshold().
3339          */
3340         i = t->current_threshold;
3341
3342         /*
3343          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3344          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3345          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3346          * only one element of the array here.
3347          */
3348         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3349                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3350
3351         /* i = current_threshold + 1 */
3352         i++;
3353
3354         /*
3355          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3356          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3357          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3358          * only one element of the array here.
3359          */
3360         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3361                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3362
3363         /* Update current_threshold */
3364         t->current_threshold = i - 1;
3365 unlock:
3366         rcu_read_unlock();
3367 }
3368
3369 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3370 {
3371         while (memcg) {
3372                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3373                 if (do_memsw_account())
3374                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3375
3376                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3377         }
3378 }
3379
3380 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3381 {
3382         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3383         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3384
3385         if (_a->threshold > _b->threshold)
3386                 return 1;
3387
3388         if (_a->threshold < _b->threshold)
3389                 return -1;
3390
3391         return 0;
3392 }
3393
3394 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3395 {
3396         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3397
3398         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3399
3400         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3401                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3402
3403         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3404         return 0;
3405 }
3406
3407 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3408 {
3409         struct mem_cgroup *iter;
3410
3411         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3412                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3413 }
3414
3415 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3416         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3417 {
3418         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3419         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3420         unsigned long threshold;
3421         unsigned long usage;
3422         int i, size, ret;
3423
3424         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3425         if (ret)
3426                 return ret;
3427
3428         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3429
3430         if (type == _MEM) {
3431                 thresholds = &memcg->thresholds;
3432                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3433         } else if (type == _MEMSWAP) {
3434                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3435                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3436         } else
3437                 BUG();
3438
3439         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3440         if (thresholds->primary)
3441                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3442
3443         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3444
3445         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3446         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3447                         GFP_KERNEL);
3448         if (!new) {
3449                 ret = -ENOMEM;
3450                 goto unlock;
3451         }
3452         new->size = size;
3453
3454         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3455         if (thresholds->primary) {
3456                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3457                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3458         }
3459
3460         /* Add new threshold */
3461         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3462         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3463
3464         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3465         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3466                         compare_thresholds, NULL);
3467
3468         /* Find current threshold */
3469         new->current_threshold = -1;
3470         for (i = 0; i < size; i++) {
3471                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3472                         /*
3473                          * new->current_threshold will not be used until
3474                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3475                          * it here.
3476                          */
3477                         ++new->current_threshold;
3478                 } else
3479                         break;
3480         }
3481
3482         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3483         kfree(thresholds->spare);
3484         thresholds->spare = thresholds->primary;
3485
3486         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3487
3488         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3489         synchronize_rcu();
3490
3491 unlock:
3492         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3493
3494         return ret;
3495 }
3496
3497 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3498         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3499 {
3500         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3501 }
3502
3503 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3504         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3505 {
3506         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3507 }
3508
3509 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3510         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3511 {
3512         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3513         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3514         unsigned long usage;
3515         int i, j, size, entries;
3516
3517         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3518
3519         if (type == _MEM) {
3520                 thresholds = &memcg->thresholds;
3521                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3522         } else if (type == _MEMSWAP) {
3523                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3524                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3525         } else
3526                 BUG();
3527
3528         if (!thresholds->primary)
3529                 goto unlock;
3530
3531         /* Check if a threshold crossed before removing */
3532         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3533
3534         /* Calculate new number of threshold */
3535         size = entries = 0;
3536         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3537                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3538                         size++;
3539                 else
3540                         entries++;
3541         }
3542
3543         new = thresholds->spare;
3544
3545         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
3546         if (!entries)
3547                 goto unlock;
3548
3549         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3550         if (!size) {
3551                 kfree(new);
3552                 new = NULL;
3553                 goto swap_buffers;
3554         }
3555
3556         new->size = size;
3557
3558         /* Copy thresholds and find current threshold */
3559         new->current_threshold = -1;
3560         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3561                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3562                         continue;
3563
3564                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3565                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3566                         /*
3567                          * new->current_threshold will not be used
3568                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3569                          * it here.
3570                          */
3571                         ++new->current_threshold;
3572                 }
3573                 j++;
3574         }
3575
3576 swap_buffers:
3577         /* Swap primary and spare array */
3578         thresholds->spare = thresholds->primary;
3579
3580         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3581
3582         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3583         synchronize_rcu();
3584
3585         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3586         if (!new) {
3587                 kfree(thresholds->spare);
3588                 thresholds->spare = NULL;
3589         }
3590 unlock:
3591         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3592 }
3593
3594 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3595         struct eventfd_ctx *eventfd)
3596 {
3597         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3598 }
3599
3600 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3601         struct eventfd_ctx *eventfd)
3602 {
3603         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3604 }
3605
3606 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3607         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3608 {
3609         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3610
3611         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3612         if (!event)
3613                 return -ENOMEM;
3614
3615         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3616
3617         event->eventfd = eventfd;
3618         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3619
3620         /* already in OOM ? */
3621         if (memcg->under_oom)
3622                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3623         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3624
3625         return 0;
3626 }
3627
3628 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3629         struct eventfd_ctx *eventfd)
3630 {
3631         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3632
3633         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3634
3635         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3636                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3637                         list_del(&ev->list);
3638                         kfree(ev);
3639                 }
3640         }
3641
3642         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3643 }
3644
3645 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3646 {
3647         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3648
3649         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3650         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3651         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
3652                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3657         struct cftype *cft, u64 val)
3658 {
3659         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3660
3661         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3662         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3663                 return -EINVAL;
3664
3665         memcg->oom_kill_disable = val;
3666         if (!val)
3667                 memcg_oom_recover(memcg);
3668
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3673
3674 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3675 {
3676         return &memcg->cgwb_list;
3677 }
3678
3679 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3680 {
3681         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3682 }
3683
3684 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3685 {
3686         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3687 }
3688
3689 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3690 {
3691         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3692 }
3693
3694 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3695 {
3696         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3697
3698         if (!memcg->css.parent)
3699                 return NULL;
3700
3701         return &memcg->cgwb_domain;
3702 }
3703
3704 /*
3705  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
3706  * Keep in sync with memcg_exact_page().
3707  */
3708 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
3709 {
3710         long x = atomic_long_read(&memcg->stat[idx]);
3711         int cpu;
3712
3713         for_each_online_cpu(cpu)
3714                 x += per_cpu_ptr(memcg->stat_cpu, cpu)->count[idx];
3715         if (x < 0)
3716                 x = 0;
3717         return x;
3718 }
3719
3720 /**
3721  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3722  * @wb: bdi_writeback in question
3723  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3724  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3725  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3726  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3727  *
3728  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3729  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3730  * is a bit more involved.
3731  *
3732  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3733  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3734  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3735  * available memory in the system.  The caller should further cap
3736  * *@pheadroom accordingly.
3737  */
3738 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3739                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3740                          unsigned long *pwriteback)
3741 {
3742         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3743         struct mem_cgroup *parent;
3744
3745         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
3746
3747         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3748         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
3749         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3750                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3751         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3752
3753         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3754                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3755                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3756
3757                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3758                 memcg = parent;
3759         }
3760 }
3761
3762 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3763
3764 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3765 {
3766         return 0;
3767 }
3768
3769 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3770 {
3771 }
3772
3773 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3774 {
3775 }
3776
3777 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3778
3779 /*
3780  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3781  *
3782  * "cgroup.event_control" implementation.
3783  *
3784  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3785  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3786  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3787  *
3788  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3789  * possible.
3790  */
3791
3792 /*
3793  * Unregister event and free resources.
3794  *
3795  * Gets called from workqueue.
3796  */
3797 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3798 {
3799         struct mem_cgroup_event *event =
3800                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3801         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3802
3803         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3804
3805         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3806
3807         /* Notify userspace the event is going away. */
3808         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3809
3810         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3811         kfree(event);
3812         css_put(&memcg->css);
3813 }
3814
3815 /*
3816  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3817  *
3818  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3819  */
3820 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
3821                             int sync, void *key)
3822 {
3823         struct mem_cgroup_event *event =
3824                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3825         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3826         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3827
3828         if (flags & POLLHUP) {
3829                 /*
3830                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3831                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3832                  * for us.
3833                  *
3834                  * We can't race against event freeing since the other
3835                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3836                  * which we hold.
3837                  */
3838                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3839                 if (!list_empty(&event->list)) {
3840                         list_del_init(&event->list);
3841                         /*
3842                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3843                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3844                          */
3845                         schedule_work(&event->remove);
3846                 }
3847                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3848         }
3849
3850         return 0;
3851 }
3852
3853 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3854                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3855 {
3856         struct mem_cgroup_event *event =
3857                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3858
3859         event->wqh = wqh;
3860         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3861 }
3862
3863 /*
3864  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3865  *
3866  * Parse input and register new cgroup event handler.
3867  *
3868  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3869  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3870  */
3871 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3872                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3873 {
3874         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3875         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3876         struct mem_cgroup_event *event;
3877         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3878         unsigned int efd, cfd;
3879         struct fd efile;
3880         struct fd cfile;
3881         const char *name;
3882         char *endp;
3883         int ret;
3884
3885         buf = strstrip(buf);
3886
3887         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3888         if (*endp != ' ')
3889                 return -EINVAL;
3890         buf = endp + 1;
3891
3892         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3893         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3894                 return -EINVAL;
3895         buf = endp + 1;
3896
3897         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3898         if (!event)
3899                 return -ENOMEM;
3900
3901         event->memcg = memcg;
3902         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3903         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3904         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3905         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3906
3907         efile = fdget(efd);
3908         if (!efile.file) {
3909                 ret = -EBADF;
3910                 goto out_kfree;
3911         }
3912
3913         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3914         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3915                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3916                 goto out_put_efile;
3917         }
3918
3919         cfile = fdget(cfd);
3920         if (!cfile.file) {
3921                 ret = -EBADF;
3922                 goto out_put_eventfd;
3923         }
3924
3925         /* the process need read permission on control file */
3926         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3927         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3928         if (ret < 0)
3929                 goto out_put_cfile;
3930
3931         /*
3932          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3933          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3934          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3935          * is for compatibility anyway.
3936          *
3937          * DO NOT ADD NEW FILES.
3938          */
3939         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3940
3941         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3942                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3943                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3944         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3945                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3946                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3947         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3948                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3949                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3950         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3951                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3952                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3953         } else {
3954                 ret = -EINVAL;
3955                 goto out_put_cfile;
3956         }
3957
3958         /*
3959          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3960          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3961          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3962          */
3963         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3964                                                &memory_cgrp_subsys);
3965         ret = -EINVAL;
3966         if (IS_ERR(cfile_css))
3967                 goto out_put_cfile;
3968         if (cfile_css != css) {
3969                 css_put(cfile_css);
3970                 goto out_put_cfile;
3971         }
3972
3973         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3974         if (ret)
3975                 goto out_put_css;
3976
3977         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3978
3979         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3980         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3981         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3982
3983         fdput(cfile);
3984         fdput(efile);
3985
3986         return nbytes;
3987
3988 out_put_css:
3989         css_put(css);
3990 out_put_cfile:
3991         fdput(cfile);
3992 out_put_eventfd:
3993         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3994 out_put_efile:
3995         fdput(efile);
3996 out_kfree:
3997         kfree(event);
3998
3999         return ret;
4000 }
4001
4002 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4003         {
4004                 .name = "usage_in_bytes",
4005                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4006                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4007         },
4008         {
4009                 .name = "max_usage_in_bytes",
4010                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4011                 .write = mem_cgroup_reset,
4012                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4013         },
4014         {
4015                 .name = "limit_in_bytes",
4016                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4017                 .write = mem_cgroup_write,
4018                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4019         },
4020         {
4021                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4022                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4023                 .write = mem_cgroup_write,
4024                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4025         },
4026         {
4027                 .name = "failcnt",
4028                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4029                 .write = mem_cgroup_reset,
4030                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4031         },
4032         {
4033                 .name = "stat",
4034                 .seq_show = memcg_stat_show,
4035         },
4036         {
4037                 .name = "force_empty",
4038                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4039         },
4040         {
4041                 .name = "use_hierarchy",
4042                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4043                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4044         },
4045         {
4046                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4047                 .write = memcg_write_event_control,
4048                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4049         },
4050         {
4051                 .name = "swappiness",
4052                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4053                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4054         },
4055         {
4056                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4057                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4058                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4059         },
4060         {
4061                 .name = "oom_control",
4062                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4063                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4064                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4065         },
4066         {
4067                 .name = "pressure_level",
4068         },
4069 #ifdef CONFIG_NUMA
4070         {
4071                 .name = "numa_stat",
4072                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4073         },
4074 #endif
4075         {
4076                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4077                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4078                 .write = mem_cgroup_write,
4079                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4080         },
4081         {
4082                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4084                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4085         },
4086         {
4087                 .name = "kmem.failcnt",
4088                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4089                 .write = mem_cgroup_reset,
4090                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4091         },
4092         {
4093                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4094                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4095                 .write = mem_cgroup_reset,
4096                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4097         },
4098 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4099         {
4100                 .name = "kmem.slabinfo",
4101                 .seq_start = memcg_slab_start,
4102                 .seq_next = memcg_slab_next,
4103                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4104                 .seq_show = memcg_slab_show,
4105         },
4106 #endif
4107         {
4108                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4109                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4110                 .write = mem_cgroup_write,
4111                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4112         },
4113         {
4114                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4115                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4116                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4117         },
4118         {
4119                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4120                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4121                 .write = mem_cgroup_reset,
4122                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4123         },
4124         {
4125                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4126                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4127                 .write = mem_cgroup_reset,
4128                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4129         },
4130         { },    /* terminate */
4131 };
4132
4133 /*
4134  * Private memory cgroup IDR
4135  *
4136  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4137  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4138  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4139  * memory-controlled cgroups to 64k.
4140  *
4141  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4142  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4143  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4144  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4145  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4146  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4147  *
4148  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4149  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4150  * when the CSS is offlined.
4151  *
4152  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4153  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4154  * those references are manageable from userspace.
4155  */
4156
4157 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4158
4159 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4160 {
4161         if (memcg->id.id > 0) {
4162                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4163                 memcg->id.id = 0;
4164         }
4165 }
4166
4167 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4168 {
4169         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) <= 0);
4170         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4171 }
4172
4173 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4174 {
4175         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) < n);
4176         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4177                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4178
4179                 /* Memcg ID pins CSS */
4180                 css_put(&memcg->css);
4181         }
4182 }
4183
4184 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4185 {
4186         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4187 }
4188
4189 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4190 {
4191         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4192 }
4193
4194 /**
4195  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4196  * @id: the memcg id to look up
4197  *
4198  * Caller must hold rcu_read_lock().
4199  */
4200 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4201 {
4202         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4203         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4204 }
4205
4206 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4207 {
4208         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4209         int tmp = node;
4210         /*
4211          * This routine is called against possible nodes.
4212          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4213          *
4214          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4215          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4216          *       function.
4217          */
4218         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4219                 tmp = -1;
4220         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4221         if (!pn)
4222                 return 1;
4223
4224         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4225         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4226                 kfree(pn);
4227                 return 1;
4228         }
4229
4230         lruvec_init(&pn->lruvec);
4231         pn->usage_in_excess = 0;
4232         pn->on_tree = false;
4233         pn->memcg = memcg;
4234
4235         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4240 {
4241         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4242
4243         if (!pn)
4244                 return;
4245
4246         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4247         kfree(pn);
4248 }
4249
4250 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4251 {
4252         int node;
4253
4254         for_each_node(node)
4255                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4256         free_percpu(memcg->stat_cpu);
4257         kfree(memcg);
4258 }
4259
4260 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4261 {
4262         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4263         __mem_cgroup_free(memcg);
4264 }
4265
4266 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4267 {
4268         struct mem_cgroup *memcg;
4269         size_t size;
4270         int node;
4271
4272         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4273         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4274
4275         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4276         if (!memcg)
4277                 return NULL;
4278
4279         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4280                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4281                                  GFP_KERNEL);
4282         if (memcg->id.id < 0)
4283                 goto fail;
4284
4285         memcg->stat_cpu = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4286         if (!memcg->stat_cpu)
4287                 goto fail;
4288
4289         for_each_node(node)
4290                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4291                         goto fail;
4292
4293         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4294                 goto fail;
4295
4296         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4297         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4298         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4299         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4300         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4301         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4302         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4303         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4304         memcg->socket_pressure = jiffies;
4305 #ifndef CONFIG_SLOB
4306         memcg->kmemcg_id = -1;
4307 #endif
4308 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4309         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4310 #endif
4311         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4312         return memcg;
4313 fail:
4314         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4315         __mem_cgroup_free(memcg);
4316         return NULL;
4317 }
4318
4319 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4320 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4321 {
4322         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4323         struct mem_cgroup *memcg;
4324         long error = -ENOMEM;
4325
4326         memcg = mem_cgroup_alloc();
4327         if (!memcg)
4328                 return ERR_PTR(error);
4329
4330         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4331         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4332         if (parent) {
4333                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4334                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4335         }
4336         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4337                 memcg->use_hierarchy = true;
4338                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4339                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4340                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4341                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4342                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4343         } else {
4344                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4345                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4346                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4347                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4348                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4349                 /*
4350                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4351                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4352                  * unfortunate state in our controller.
4353                  */
4354                 if (parent != root_mem_cgroup)
4355                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4356         }
4357
4358         /* The following stuff does not apply to the root */
4359         if (!parent) {
4360                 root_mem_cgroup = memcg;
4361                 return &memcg->css;
4362         }
4363
4364         error = memcg_online_kmem(memcg);
4365         if (error)
4366                 goto fail;
4367
4368         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4369                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4370
4371         return &memcg->css;
4372 fail:
4373         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4374         mem_cgroup_free(memcg);
4375         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4376 }
4377
4378 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4379 {
4380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4381
4382         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4383         atomic_set(&memcg->id.ref, 1);
4384         css_get(css);
4385         return 0;
4386 }
4387
4388 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4389 {
4390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4391         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4392
4393         /*
4394          * Unregister events and notify userspace.
4395          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4396          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4397          */
4398         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4399         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4400                 list_del_init(&event->list);
4401                 schedule_work(&event->remove);
4402         }
4403         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4404
4405         memcg->low = 0;
4406
4407         memcg_offline_kmem(memcg);
4408         wb_memcg_offline(memcg);
4409
4410         mem_cgroup_id_put(memcg);
4411 }
4412
4413 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4414 {
4415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4416
4417         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4418 }
4419
4420 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4421 {
4422         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4423
4424         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4425                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4426
4427         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4428                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4429
4430         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4431         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4432         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4433         memcg_free_kmem(memcg);
4434         mem_cgroup_free(memcg);
4435 }
4436
4437 /**
4438  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4439  * @css: the target css
4440  *
4441  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4442  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4443  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4444  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4445  * made visible again.
4446  *
4447  * The current implementation only resets the essential configurations.
4448  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4449  */
4450 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4451 {
4452         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4453
4454         page_counter_limit(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4455         page_counter_limit(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4456         page_counter_limit(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4457         page_counter_limit(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4458         page_counter_limit(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4459         memcg->low = 0;
4460         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4461         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4462         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4463 }
4464
4465 #ifdef CONFIG_MMU
4466 /* Handlers for move charge at task migration. */
4467 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4468 {
4469         int ret;
4470
4471         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4472         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4473         if (!ret) {
4474                 mc.precharge += count;
4475                 return ret;
4476         }
4477
4478         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4479         while (count--) {
4480                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4481                 if (ret)
4482                         return ret;
4483                 mc.precharge++;
4484                 cond_resched();
4485         }
4486         return 0;
4487 }
4488
4489 union mc_target {
4490         struct page     *page;
4491         swp_entry_t     ent;
4492 };
4493
4494 enum mc_target_type {
4495         MC_TARGET_NONE = 0,
4496         MC_TARGET_PAGE,
4497         MC_TARGET_SWAP,
4498         MC_TARGET_DEVICE,
4499 };
4500
4501 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4502                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4503 {
4504         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4505
4506         if (!page || !page_mapped(page))
4507                 return NULL;
4508         if (PageAnon(page)) {
4509                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4510                         return NULL;
4511         } else {
4512                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4513                         return NULL;
4514         }
4515         if (!get_page_unless_zero(page))
4516                 return NULL;
4517
4518         return page;
4519 }
4520
4521 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4522 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4523                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4524 {
4525         struct page *page = NULL;
4526         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4527
4528         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4529                 return NULL;
4530
4531         /*
4532          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4533          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4534          * as special swap entry in the CPU page table.
4535          */
4536         if (is_device_private_entry(ent)) {
4537                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4538                 /*
4539                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4540                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4541                  */
4542                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4543                         return NULL;
4544                 return page;
4545         }
4546
4547         if (non_swap_entry(ent))
4548                 return NULL;
4549
4550         /*
4551          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4552          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4553          */
4554         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4555         if (do_memsw_account())
4556                 entry->val = ent.val;
4557
4558         return page;
4559 }
4560 #else
4561 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4562                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4563 {
4564         return NULL;
4565 }
4566 #endif
4567
4568 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4569                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4570 {
4571         struct page *page = NULL;
4572         struct address_space *mapping;
4573         pgoff_t pgoff;
4574
4575         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4576                 return NULL;
4577         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4578                 return NULL;
4579
4580         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4581         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4582
4583         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4584 #ifdef CONFIG_SWAP
4585         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4586         if (shmem_mapping(mapping)) {
4587                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4588                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4589                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4590                         if (do_memsw_account())
4591                                 *entry = swp;
4592                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4593                                              swp_offset(swp));
4594                 }
4595         } else
4596                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4597 #else
4598         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4599 #endif
4600         return page;
4601 }
4602
4603 /**
4604  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4605  * @page: the page
4606  * @compound: charge the page as compound or small page
4607  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4608  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4609  *
4610  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4611  *
4612  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4613  * from old cgroup.
4614  */
4615 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4616                                    bool compound,
4617                                    struct mem_cgroup *from,
4618                                    struct mem_cgroup *to)
4619 {
4620         unsigned long flags;
4621         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4622         int ret;
4623         bool anon;
4624
4625         VM_BUG_ON(from == to);
4626         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4627         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4628
4629         /*
4630          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4631          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4632          */
4633         ret = -EBUSY;
4634         if (!trylock_page(page))
4635                 goto out;
4636
4637         ret = -EINVAL;
4638         if (page->mem_cgroup != from)
4639                 goto out_unlock;
4640
4641         anon = PageAnon(page);
4642
4643         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4644
4645         if (!anon && page_mapped(page)) {
4646                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
4647                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
4648         }
4649
4650         /*
4651          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4652          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
4653          * So mapping should be stable for dirty pages.
4654          */
4655         if (!anon && PageDirty(page)) {
4656                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4657
4658                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4659                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
4660                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
4661                 }
4662         }
4663
4664         if (PageWriteback(page)) {
4665                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
4666                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
4667         }
4668
4669         /*
4670          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4671          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4672          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4673          */
4674
4675         /* caller should have done css_get */
4676         page->mem_cgroup = to;
4677         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4678
4679         ret = 0;
4680
4681         local_irq_disable();
4682         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4683         memcg_check_events(to, page);
4684         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4685         memcg_check_events(from, page);
4686         local_irq_enable();
4687 out_unlock:
4688         unlock_page(page);
4689 out:
4690         return ret;
4691 }
4692
4693 /**
4694  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4695  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4696  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4697  * @ptent: the pte to be checked
4698  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4699  *
4700  * Returns
4701  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4702  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4703  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4704  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4705  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4706  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4707  *     in target->ent.
4708  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
4709  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
4710  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
4711  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
4712  *     regular page.
4713  *
4714  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
4715  *
4716  * Called with pte lock held.
4717  */
4718
4719 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4720                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4721 {
4722         struct page *page = NULL;
4723         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4724         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4725
4726         if (pte_present(ptent))
4727                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4728         else if (is_swap_pte(ptent))
4729                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
4730         else if (pte_none(ptent))
4731                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4732
4733         if (!page && !ent.val)
4734                 return ret;
4735         if (page) {
4736                 /*
4737                  * Do only loose check w/o serialization.
4738                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4739                  * not under LRU exclusion.
4740                  */
4741                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4742                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4743                         if (is_device_private_page(page) ||
4744                             is_device_public_page(page))
4745                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
4746                         if (target)
4747                                 target->page = page;
4748                 }
4749                 if (!ret || !target)
4750                         put_page(page);
4751         }
4752         /*
4753          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
4754          * But we cannot move a tail-page in a THP.
4755          */
4756         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
4757             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4758                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4759                 if (target)
4760                         target->ent = ent;
4761         }
4762         return ret;
4763 }
4764
4765 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4766 /*
4767  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
4768  * not support them for now.
4769  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4770  */
4771 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4772                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4773 {
4774         struct page *page = NULL;
4775         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4776
4777         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
4778                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
4779                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
4780                 return ret;
4781         }
4782         page = pmd_page(pmd);
4783         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4784         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4785                 return ret;
4786         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4787                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4788                 if (target) {
4789                         get_page(page);
4790                         target->page = page;
4791                 }
4792         }
4793         return ret;
4794 }
4795 #else
4796 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4797                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4798 {
4799         return MC_TARGET_NONE;
4800 }
4801 #endif
4802
4803 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4804                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4805                                         struct mm_walk *walk)
4806 {
4807         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4808         pte_t *pte;
4809         spinlock_t *ptl;
4810
4811         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4812         if (ptl) {
4813                 /*
4814                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
4815                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
4816                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
4817                  */
4818                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4819                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4820                 spin_unlock(ptl);
4821                 return 0;
4822         }
4823
4824         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4825                 return 0;
4826         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4827         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4828                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4829                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4830         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4831         cond_resched();
4832
4833         return 0;
4834 }
4835
4836 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4837 {
4838         unsigned long precharge;
4839
4840         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4841                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4842                 .mm = mm,
4843         };
4844         down_read(&mm->mmap_sem);
4845         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
4846                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4847         up_read(&mm->mmap_sem);
4848
4849         precharge = mc.precharge;
4850         mc.precharge = 0;
4851
4852         return precharge;
4853 }
4854
4855 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4856 {
4857         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4858
4859         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4860         mc.moving_task = current;
4861         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4862 }
4863
4864 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4865 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4866 {
4867         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4868         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4869
4870         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4871         if (mc.precharge) {
4872                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4873                 mc.precharge = 0;
4874         }
4875         /*
4876          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4877          * we must uncharge here.
4878          */
4879         if (mc.moved_charge) {
4880                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4881                 mc.moved_charge = 0;
4882         }
4883         /* we must fixup refcnts and charges */
4884         if (mc.moved_swap) {
4885                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4886                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4887                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4888
4889                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4890
4891                 /*
4892                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4893                  * should uncharge to->memory.
4894                  */
4895                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4896                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4897
4898                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4899
4900                 mc.moved_swap = 0;
4901         }
4902         memcg_oom_recover(from);
4903         memcg_oom_recover(to);
4904         wake_up_all(&mc.waitq);
4905 }
4906
4907 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4908 {
4909         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4910
4911         /*
4912          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4913          * task migration.
4914          */
4915         mc.moving_task = NULL;
4916         __mem_cgroup_clear_mc();
4917         spin_lock(&mc.lock);
4918         mc.from = NULL;
4919         mc.to = NULL;
4920         mc.mm = NULL;
4921         spin_unlock(&mc.lock);
4922
4923         mmput(mm);
4924 }
4925
4926 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4927 {
4928         struct cgroup_subsys_state *css;
4929         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4930         struct mem_cgroup *from;
4931         struct task_struct *leader, *p;
4932         struct mm_struct *mm;
4933         unsigned long move_flags;
4934         int ret = 0;
4935
4936         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4937         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4938                 return 0;
4939
4940         /*
4941          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4942          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4943          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4944          * multiple.
4945          */
4946         p = NULL;
4947         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4948                 WARN_ON_ONCE(p);
4949                 p = leader;
4950                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4951         }
4952         if (!p)
4953                 return 0;
4954
4955         /*
4956          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4957          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4958          * So we need to save it, and keep it going.
4959          */
4960         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4961         if (!move_flags)
4962                 return 0;
4963
4964         from = mem_cgroup_from_task(p);
4965
4966         VM_BUG_ON(from == memcg);
4967
4968         mm = get_task_mm(p);
4969         if (!mm)
4970                 return 0;
4971         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4972         if (mm->owner == p) {
4973                 VM_BUG_ON(mc.from);
4974                 VM_BUG_ON(mc.to);
4975                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4976                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4977                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4978
4979                 spin_lock(&mc.lock);
4980                 mc.mm = mm;
4981                 mc.from = from;
4982                 mc.to = memcg;
4983                 mc.flags = move_flags;
4984                 spin_unlock(&mc.lock);
4985                 /* We set mc.moving_task later */
4986
4987                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4988                 if (ret)
4989                         mem_cgroup_clear_mc();
4990         } else {
4991                 mmput(mm);
4992         }
4993         return ret;
4994 }
4995
4996 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4997 {
4998         if (mc.to)
4999                 mem_cgroup_clear_mc();
5000 }
5001
5002 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5003                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5004                                 struct mm_walk *walk)
5005 {
5006         int ret = 0;
5007         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5008         pte_t *pte;
5009         spinlock_t *ptl;
5010         enum mc_target_type target_type;
5011         union mc_target target;
5012         struct page *page;
5013
5014         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5015         if (ptl) {
5016                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5017                         spin_unlock(ptl);
5018                         return 0;
5019                 }
5020                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5021                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5022                         page = target.page;
5023                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5024                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5025                                                              mc.from, mc.to)) {
5026                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5027                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5028                                 }
5029                                 putback_lru_page(page);
5030                         }
5031                         put_page(page);
5032                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5033                         page = target.page;
5034                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5035                                                      mc.from, mc.to)) {
5036                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5037                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5038                         }
5039                         put_page(page);
5040                 }
5041                 spin_unlock(ptl);
5042                 return 0;
5043         }
5044
5045         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5046                 return 0;
5047 retry:
5048         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5049         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5050                 pte_t ptent = *(pte++);
5051                 bool device = false;
5052                 swp_entry_t ent;
5053
5054                 if (!mc.precharge)
5055                         break;
5056
5057                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5058                 case MC_TARGET_DEVICE:
5059                         device = true;
5060                         /* fall through */
5061                 case MC_TARGET_PAGE:
5062                         page = target.page;
5063                         /*
5064                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5065                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5066                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5067                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5068                          */
5069                         if (PageTransCompound(page))
5070                                 goto put;
5071                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5072                                 goto put;
5073                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5074                                                 mc.from, mc.to)) {
5075                                 mc.precharge--;
5076                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5077                                 mc.moved_charge++;
5078                         }
5079                         if (!device)
5080                                 putback_lru_page(page);
5081 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5082                         put_page(page);
5083                         break;
5084                 case MC_TARGET_SWAP:
5085                         ent = target.ent;
5086                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5087                                 mc.precharge--;
5088                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
5089                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
5090                                 mc.moved_swap++;
5091                         }
5092                         break;
5093                 default:
5094                         break;
5095                 }
5096         }
5097         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5098         cond_resched();
5099
5100         if (addr != end) {
5101                 /*
5102                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5103                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5104                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5105                  * phase.
5106                  */
5107                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5108                 if (!ret)
5109                         goto retry;
5110         }
5111
5112         return ret;
5113 }
5114
5115 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5116 {
5117         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5118                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5119                 .mm = mc.mm,
5120         };
5121
5122         lru_add_drain_all();
5123         /*
5124          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5125          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5126          * for already started RCU-only updates to finish.
5127          */
5128         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5129         synchronize_rcu();
5130 retry:
5131         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5132                 /*
5133                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5134                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5135                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5136                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5137                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5138                  */
5139                 __mem_cgroup_clear_mc();
5140                 cond_resched();
5141                 goto retry;
5142         }
5143         /*
5144          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5145          * additional charge, the page walk just aborts.
5146          */
5147         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5148
5149         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5150         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5151 }
5152
5153 static void mem_cgroup_move_task(void)
5154 {
5155         if (mc.to) {
5156                 mem_cgroup_move_charge();
5157                 mem_cgroup_clear_mc();
5158         }
5159 }
5160 #else   /* !CONFIG_MMU */
5161 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5162 {
5163         return 0;
5164 }
5165 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5166 {
5167 }
5168 static void mem_cgroup_move_task(void)
5169 {
5170 }
5171 #endif
5172
5173 /*
5174  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5175  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5176  * attempt.
5177  */
5178 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5179 {
5180         /*
5181          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5182          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5183          * on for the root memcg is enough.
5184          */
5185         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5186                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5187         else
5188                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5189 }
5190
5191 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5192                                struct cftype *cft)
5193 {
5194         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5195
5196         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5197 }
5198
5199 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5200 {
5201         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5202         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5203
5204         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5205                 seq_puts(m, "max\n");
5206         else
5207                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5208
5209         return 0;
5210 }
5211
5212 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5213                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5214 {
5215         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5216         unsigned long low;
5217         int err;
5218
5219         buf = strstrip(buf);
5220         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5221         if (err)
5222                 return err;
5223
5224         memcg->low = low;
5225
5226         return nbytes;
5227 }
5228
5229 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5230 {
5231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5232         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5233
5234         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5235                 seq_puts(m, "max\n");
5236         else
5237                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5238
5239         return 0;
5240 }
5241
5242 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5243                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5244 {
5245         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5246         unsigned long nr_pages;
5247         unsigned long high;
5248         int err;
5249
5250         buf = strstrip(buf);
5251         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5252         if (err)
5253                 return err;
5254
5255         memcg->high = high;
5256
5257         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5258         if (nr_pages > high)
5259                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5260                                              GFP_KERNEL, true);
5261
5262         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5263         return nbytes;
5264 }
5265
5266 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5267 {
5268         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5269         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5270
5271         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5272                 seq_puts(m, "max\n");
5273         else
5274                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5275
5276         return 0;
5277 }
5278
5279 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5280                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5281 {
5282         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5283         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5284         bool drained = false;
5285         unsigned long max;
5286         int err;
5287
5288         buf = strstrip(buf);
5289         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5290         if (err)
5291                 return err;
5292
5293         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5294
5295         for (;;) {
5296                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5297
5298                 if (nr_pages <= max)
5299                         break;
5300
5301                 if (signal_pending(current)) {
5302                         err = -EINTR;
5303                         break;
5304                 }
5305
5306                 if (!drained) {
5307                         drain_all_stock(memcg);
5308                         drained = true;
5309                         continue;
5310                 }
5311
5312                 if (nr_reclaims) {
5313                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5314                                                           GFP_KERNEL, true))
5315                                 nr_reclaims--;
5316                         continue;
5317                 }
5318
5319                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5320                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5321                         break;
5322         }
5323
5324         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5325         return nbytes;
5326 }
5327
5328 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5329 {
5330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5331
5332         seq_printf(m, "low %lu\n",
5333                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_LOW]));
5334         seq_printf(m, "high %lu\n",
5335                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_HIGH]));
5336         seq_printf(m, "max %lu\n",
5337                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_MAX]));
5338         seq_printf(m, "oom %lu\n",
5339                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM]));
5340         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5341                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
5342
5343         return 0;
5344 }
5345
5346 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5347 {
5348         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5349         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT];
5350         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
5351         int i;
5352
5353         /*
5354          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5355          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5356          *
5357          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5358          * 1) generic big picture -> specifics and details
5359          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5360          *
5361          * Current memory state:
5362          */
5363
5364         tree_stat(memcg, stat);
5365         tree_events(memcg, events);
5366
5367         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5368                    (u64)stat[MEMCG_RSS] * PAGE_SIZE);
5369         seq_printf(m, "file %llu\n",
5370                    (u64)stat[MEMCG_CACHE] * PAGE_SIZE);
5371         seq_printf(m, "kernel_stack %llu\n",
5372                    (u64)stat[MEMCG_KERNEL_STACK_KB] * 1024);
5373         seq_printf(m, "slab %llu\n",
5374                    (u64)(stat[NR_SLAB_RECLAIMABLE] +
5375                          stat[NR_SLAB_UNRECLAIMABLE]) * PAGE_SIZE);
5376         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5377                    (u64)stat[MEMCG_SOCK] * PAGE_SIZE);
5378
5379         seq_printf(m, "shmem %llu\n",
5380                    (u64)stat[NR_SHMEM] * PAGE_SIZE);
5381         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5382                    (u64)stat[NR_FILE_MAPPED] * PAGE_SIZE);
5383         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5384                    (u64)stat[NR_FILE_DIRTY] * PAGE_SIZE);
5385         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5386                    (u64)stat[NR_WRITEBACK] * PAGE_SIZE);
5387
5388         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5389                 struct mem_cgroup *mi;
5390                 unsigned long val = 0;
5391
5392                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5393                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
5394                 seq_printf(m, "%s %llu\n",
5395                            mem_cgroup_lru_names[i], (u64)val * PAGE_SIZE);
5396         }
5397
5398         seq_printf(m, "slab_reclaimable %llu\n",
5399                    (u64)stat[NR_SLAB_RECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5400         seq_printf(m, "slab_unreclaimable %llu\n",
5401                    (u64)stat[NR_SLAB_UNRECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5402
5403         /* Accumulated memory events */
5404
5405         seq_printf(m, "pgfault %lu\n", events[PGFAULT]);
5406         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n", events[PGMAJFAULT]);
5407
5408         seq_printf(m, "pgrefill %lu\n", events[PGREFILL]);
5409         seq_printf(m, "pgscan %lu\n", events[PGSCAN_KSWAPD] +
5410                    events[PGSCAN_DIRECT]);
5411         seq_printf(m, "pgsteal %lu\n", events[PGSTEAL_KSWAPD] +
5412                    events[PGSTEAL_DIRECT]);
5413         seq_printf(m, "pgactivate %lu\n", events[PGACTIVATE]);
5414         seq_printf(m, "pgdeactivate %lu\n", events[PGDEACTIVATE]);
5415         seq_printf(m, "pglazyfree %lu\n", events[PGLAZYFREE]);
5416         seq_printf(m, "pglazyfreed %lu\n", events[PGLAZYFREED]);
5417
5418         seq_printf(m, "workingset_refault %lu\n",
5419                    stat[WORKINGSET_REFAULT]);
5420         seq_printf(m, "workingset_activate %lu\n",
5421                    stat[WORKINGSET_ACTIVATE]);
5422         seq_printf(m, "workingset_nodereclaim %lu\n",
5423                    stat[WORKINGSET_NODERECLAIM]);
5424
5425         return 0;
5426 }
5427
5428 static struct cftype memory_files[] = {
5429         {
5430                 .name = "current",
5431                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5432                 .read_u64 = memory_current_read,
5433         },
5434         {
5435                 .name = "low",
5436                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5437                 .seq_show = memory_low_show,
5438                 .write = memory_low_write,
5439         },
5440         {
5441                 .name = "high",
5442                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5443                 .seq_show = memory_high_show,
5444                 .write = memory_high_write,
5445         },
5446         {
5447                 .name = "max",
5448                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5449                 .seq_show = memory_max_show,
5450                 .write = memory_max_write,
5451         },
5452         {
5453                 .name = "events",
5454                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5455                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5456                 .seq_show = memory_events_show,
5457         },
5458         {
5459                 .name = "stat",
5460                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5461                 .seq_show = memory_stat_show,
5462         },
5463         { }     /* terminate */
5464 };
5465
5466 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5467         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5468         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5469         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5470         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5471         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5472         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5473         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5474         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5475         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5476         .bind = mem_cgroup_bind,
5477         .dfl_cftypes = memory_files,
5478         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5479         .early_init = 0,
5480 };
5481
5482 /**
5483  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5484  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5485  * @memcg: the memory cgroup to check
5486  *
5487  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5488  * ancestors up to (but not including) @root, is below the normal range.
5489  *
5490  * @root is exclusive; it is never low when looked at directly and isn't
5491  * checked when traversing the hierarchy.
5492  *
5493  * Excluding @root enables using memory.low to prioritize memory usage
5494  * between cgroups within a subtree of the hierarchy that is limited by
5495  * memory.high or memory.max.
5496  *
5497  * For example, given cgroup A with children B and C:
5498  *
5499  *    A
5500  *   / \
5501  *  B   C
5502  *
5503  * and
5504  *
5505  *  1. A/memory.current > A/memory.high
5506  *  2. A/B/memory.current < A/B/memory.low
5507  *  3. A/C/memory.current >= A/C/memory.low
5508  *
5509  * As 'A' is high, i.e. triggers reclaim from 'A', and 'B' is low, we
5510  * should reclaim from 'C' until 'A' is no longer high or until we can
5511  * no longer reclaim from 'C'.  If 'A', i.e. @root, isn't excluded by
5512  * mem_cgroup_low when reclaming from 'A', then 'B' won't be considered
5513  * low and we will reclaim indiscriminately from both 'B' and 'C'.
5514  */
5515 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5516 {
5517         if (mem_cgroup_disabled())
5518                 return false;
5519
5520         if (!root)
5521                 root = root_mem_cgroup;
5522         if (memcg == root)
5523                 return false;
5524
5525         for (; memcg != root; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
5526                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5527                         return false;
5528         }
5529
5530         return true;
5531 }
5532
5533 /**
5534  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5535  * @page: page to charge
5536  * @mm: mm context of the victim
5537  * @gfp_mask: reclaim mode
5538  * @memcgp: charged memcg return
5539  * @compound: charge the page as compound or small page
5540  *
5541  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5542  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5543  *
5544  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5545  * Otherwise, an error code is returned.
5546  *
5547  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5548  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5549  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5550  */
5551 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5552                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5553                           bool compound)
5554 {
5555         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5556         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5557         int ret = 0;
5558
5559         if (mem_cgroup_disabled())
5560                 goto out;
5561
5562         if (PageSwapCache(page)) {
5563                 /*
5564                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5565                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5566                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5567                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5568                  * in turn serializes uncharging.
5569                  */
5570                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5571                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
5572                         goto out;
5573
5574                 if (do_swap_account) {
5575                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5576                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5577
5578                         rcu_read_lock();
5579                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5580                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5581                                 memcg = NULL;
5582                         rcu_read_unlock();
5583                 }
5584         }
5585
5586         if (!memcg)
5587                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5588
5589         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5590
5591         css_put(&memcg->css);
5592 out:
5593         *memcgp = memcg;
5594         return ret;
5595 }
5596
5597 /**
5598  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5599  * @page: page to charge
5600  * @memcg: memcg to charge the page to
5601  * @lrucare: page might be on LRU already
5602  * @compound: charge the page as compound or small page
5603  *
5604  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5605  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5606  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5607  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5608  *
5609  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5610  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5611  *
5612  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5613  */
5614 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5615                               bool lrucare, bool compound)
5616 {
5617         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5618
5619         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5620         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5621
5622         if (mem_cgroup_disabled())
5623                 return;
5624         /*
5625          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5626          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5627          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5628          */
5629         if (!memcg)
5630                 return;
5631
5632         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5633
5634         local_irq_disable();
5635         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5636         memcg_check_events(memcg, page);
5637         local_irq_enable();
5638
5639         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5640                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5641                 /*
5642                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5643                  * let's not wait for it.  The page already received a
5644                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5645                  */
5646                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
5647         }
5648 }
5649
5650 /**
5651  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5652  * @page: page to charge
5653  * @memcg: memcg to charge the page to
5654  * @compound: charge the page as compound or small page
5655  *
5656  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5657  */
5658 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5659                 bool compound)
5660 {
5661         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5662
5663         if (mem_cgroup_disabled())
5664                 return;
5665         /*
5666          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5667          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5668          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5669          */
5670         if (!memcg)
5671                 return;
5672
5673         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5674 }
5675
5676 struct uncharge_gather {
5677         struct mem_cgroup *memcg;
5678         unsigned long pgpgout;
5679         unsigned long nr_anon;
5680         unsigned long nr_file;
5681         unsigned long nr_kmem;
5682         unsigned long nr_huge;
5683         unsigned long nr_shmem;
5684         struct page *dummy_page;
5685 };
5686
5687 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
5688 {
5689         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
5690 }
5691
5692 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
5693 {
5694         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
5695         unsigned long flags;
5696
5697         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
5698                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
5699                 if (do_memsw_account())
5700                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
5701                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
5702                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
5703                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
5704         }
5705
5706         local_irq_save(flags);
5707         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
5708         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
5709         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
5710         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
5711         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
5712         __this_cpu_add(ug->memcg->stat_cpu->nr_page_events, nr_pages);
5713         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
5714         local_irq_restore(flags);
5715
5716         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
5717                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
5718 }
5719
5720 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
5721 {
5722         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5723         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
5724                         !PageHWPoison(page) , page);
5725
5726         if (!page->mem_cgroup)
5727                 return;
5728
5729         /*
5730          * Nobody should be changing or seriously looking at
5731          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5732          * exclusive access to the page.
5733          */
5734
5735         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
5736                 if (ug->memcg) {
5737                         uncharge_batch(ug);
5738                         uncharge_gather_clear(ug);
5739                 }
5740                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
5741         }
5742
5743         if (!PageKmemcg(page)) {
5744                 unsigned int nr_pages = 1;
5745
5746                 if (PageTransHuge(page)) {
5747                         nr_pages <<= compound_order(page);
5748                         ug->nr_huge += nr_pages;
5749                 }
5750                 if (PageAnon(page))
5751                         ug->nr_anon += nr_pages;
5752                 else {
5753                         ug->nr_file += nr_pages;
5754                         if (PageSwapBacked(page))
5755                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
5756                 }
5757                 ug->pgpgout++;
5758         } else {
5759                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
5760                 __ClearPageKmemcg(page);
5761         }
5762
5763         ug->dummy_page = page;
5764         page->mem_cgroup = NULL;
5765 }
5766
5767 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5768 {
5769         struct uncharge_gather ug;
5770         struct list_head *next;
5771
5772         uncharge_gather_clear(&ug);
5773
5774         /*
5775          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
5776          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
5777          */
5778         next = page_list->next;
5779         do {
5780                 struct page *page;
5781
5782                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5783                 next = page->lru.next;
5784
5785                 uncharge_page(page, &ug);
5786         } while (next != page_list);
5787
5788         if (ug.memcg)
5789                 uncharge_batch(&ug);
5790 }
5791
5792 /**
5793  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5794  * @page: page to uncharge
5795  *
5796  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5797  * mem_cgroup_commit_charge().
5798  */
5799 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5800 {
5801         struct uncharge_gather ug;
5802
5803         if (mem_cgroup_disabled())
5804                 return;
5805
5806         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5807         if (!page->mem_cgroup)
5808                 return;
5809
5810         uncharge_gather_clear(&ug);
5811         uncharge_page(page, &ug);
5812         uncharge_batch(&ug);
5813 }
5814
5815 /**
5816  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5817  * @page_list: list of pages to uncharge
5818  *
5819  * Uncharge a list of pages previously charged with
5820  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5821  */
5822 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5823 {
5824         if (mem_cgroup_disabled())
5825                 return;
5826
5827         if (!list_empty(page_list))
5828                 uncharge_list(page_list);
5829 }
5830
5831 /**
5832  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
5833  * @oldpage: currently circulating page
5834  * @newpage: replacement page
5835  *
5836  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
5837  * be uncharged upon free.
5838  *
5839  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5840  */
5841 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5842 {
5843         struct mem_cgroup *memcg;
5844         unsigned int nr_pages;
5845         bool compound;
5846         unsigned long flags;
5847
5848         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5849         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5850         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5851         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5852                        newpage);
5853
5854         if (mem_cgroup_disabled())
5855                 return;
5856
5857         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5858         if (newpage->mem_cgroup)
5859                 return;
5860
5861         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5862         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5863         if (!memcg)
5864                 return;
5865
5866         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
5867         compound = PageTransHuge(newpage);
5868         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
5869
5870         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
5871         if (do_memsw_account())
5872                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
5873         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
5874
5875         commit_charge(newpage, memcg, false);
5876
5877         local_irq_save(flags);
5878         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
5879         memcg_check_events(memcg, newpage);
5880         local_irq_restore(flags);
5881 }
5882
5883 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5884 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5885
5886 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
5887 {
5888         struct mem_cgroup *memcg;
5889
5890         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
5891                 return;
5892
5893         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
5894         if (in_interrupt())
5895                 return;
5896
5897         rcu_read_lock();
5898         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5899         if (memcg == root_mem_cgroup)
5900                 goto out;
5901         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5902                 goto out;
5903         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5904                 sk->sk_memcg = memcg;
5905 out:
5906         rcu_read_unlock();
5907 }
5908
5909 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
5910 {
5911         if (sk->sk_memcg)
5912                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
5913 }
5914
5915 /**
5916  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5917  * @memcg: memcg to charge
5918  * @nr_pages: number of pages to charge
5919  *
5920  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5921  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5922  */
5923 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5924 {
5925         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5926
5927         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5928                 struct page_counter *fail;
5929
5930                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5931                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5932                         return true;
5933                 }
5934                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5935                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5936                 return false;
5937         }
5938
5939         /* Don't block in the packet receive path */
5940         if (in_softirq())
5941                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5942
5943         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
5944
5945         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5946                 return true;
5947
5948         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5949         return false;
5950 }
5951
5952 /**
5953  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5954  * @memcg - memcg to uncharge
5955  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5956  */
5957 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5958 {
5959         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5960                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5961                 return;
5962         }
5963
5964         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
5965
5966         refill_stock(memcg, nr_pages);
5967 }
5968
5969 static int __init cgroup_memory(char *s)
5970 {
5971         char *token;
5972
5973         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5974                 if (!*token)
5975                         continue;
5976                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5977                         cgroup_memory_nosocket = true;
5978                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5979                         cgroup_memory_nokmem = true;
5980         }
5981         return 0;
5982 }
5983 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5984
5985 /*
5986  * subsys_initcall() for memory controller.
5987  *
5988  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
5989  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
5990  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
5991  * should be initialized from here.
5992  */
5993 static int __init mem_cgroup_init(void)
5994 {
5995         int cpu, node;
5996
5997 #ifndef CONFIG_SLOB
5998         /*
5999          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6000          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6001          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6002          * destroyed simultaneously.
6003          */
6004         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6005         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6006 #endif
6007
6008         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6009                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6010
6011         for_each_possible_cpu(cpu)
6012                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6013                           drain_local_stock);
6014
6015         for_each_node(node) {
6016                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6017
6018                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6019                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6020
6021                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6022                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6023                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6024                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6025         }
6026
6027         return 0;
6028 }
6029 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6030
6031 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6032 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6033 {
6034         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6035                 /*
6036                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6037                  * always be >= 1.
6038                  */
6039                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6040                         VM_BUG_ON(1);
6041                         break;
6042                 }
6043                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6044                 if (!memcg)
6045                         memcg = root_mem_cgroup;
6046         }
6047         return memcg;
6048 }
6049
6050 /**
6051  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6052  * @page: page whose memsw charge to transfer
6053  * @entry: swap entry to move the charge to
6054  *
6055  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6056  */
6057 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6058 {
6059         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6060         unsigned int nr_entries;
6061         unsigned short oldid;
6062
6063         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6064         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6065
6066         if (!do_memsw_account())
6067                 return;
6068
6069         memcg = page->mem_cgroup;
6070
6071         /* Readahead page, never charged */
6072         if (!memcg)
6073                 return;
6074
6075         /*
6076          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6077          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6078          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6079          */
6080         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6081         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6082         /* Get references for the tail pages, too */
6083         if (nr_entries > 1)
6084                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6085         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6086                                    nr_entries);
6087         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6088         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6089
6090         page->mem_cgroup = NULL;
6091
6092         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6093                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6094
6095         if (memcg != swap_memcg) {
6096                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6097                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6098                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6099         }
6100
6101         /*
6102          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6103          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
6104          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6105          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
6106          */
6107         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6108         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6109                                      -nr_entries);
6110         memcg_check_events(memcg, page);
6111
6112         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6113                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6114 }
6115
6116 /**
6117  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6118  * @page: page being added to swap
6119  * @entry: swap entry to charge
6120  *
6121  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6122  *
6123  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6124  */
6125 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6126 {
6127         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6128         struct page_counter *counter;
6129         struct mem_cgroup *memcg;
6130         unsigned short oldid;
6131
6132         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6133                 return 0;
6134
6135         memcg = page->mem_cgroup;
6136
6137         /* Readahead page, never charged */
6138         if (!memcg)
6139                 return 0;
6140
6141         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6142
6143         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6144             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6145                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6146                 return -ENOMEM;
6147         }
6148
6149         /* Get references for the tail pages, too */
6150         if (nr_pages > 1)
6151                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6152         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6153         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6154         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6155
6156         return 0;
6157 }
6158
6159 /**
6160  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6161  * @entry: swap entry to uncharge
6162  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6163  */
6164 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6165 {
6166         struct mem_cgroup *memcg;
6167         unsigned short id;
6168
6169         if (!do_swap_account)
6170                 return;
6171
6172         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6173         rcu_read_lock();
6174         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6175         if (memcg) {
6176                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6177                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6178                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6179                         else
6180                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6181                 }
6182                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6183                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6184         }
6185         rcu_read_unlock();
6186 }
6187
6188 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6189 {
6190         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6191
6192         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6193                 return nr_swap_pages;
6194         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6195                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6196                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
6197                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6198         return nr_swap_pages;
6199 }
6200
6201 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6202 {
6203         struct mem_cgroup *memcg;
6204
6205         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6206
6207         if (vm_swap_full())
6208                 return true;
6209         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6210                 return false;
6211
6212         memcg = page->mem_cgroup;
6213         if (!memcg)
6214                 return false;
6215
6216         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6217                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
6218                         return true;
6219
6220         return false;
6221 }
6222
6223 /* for remember boot option*/
6224 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6225 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6226 #else
6227 static int really_do_swap_account __initdata;
6228 #endif
6229
6230 static int __init enable_swap_account(char *s)
6231 {
6232         if (!strcmp(s, "1"))
6233                 really_do_swap_account = 1;
6234         else if (!strcmp(s, "0"))
6235                 really_do_swap_account = 0;
6236         return 1;
6237 }
6238 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6239
6240 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6241                              struct cftype *cft)
6242 {
6243         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6244
6245         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6246 }
6247
6248 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6249 {
6250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
6251         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
6252
6253         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
6254                 seq_puts(m, "max\n");
6255         else
6256                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
6257
6258         return 0;
6259 }
6260
6261 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6262                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6263 {
6264         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6265         unsigned long max;
6266         int err;
6267
6268         buf = strstrip(buf);
6269         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6270         if (err)
6271                 return err;
6272
6273         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
6274         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
6275         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
6276         if (err)
6277                 return err;
6278
6279         return nbytes;
6280 }
6281
6282 static struct cftype swap_files[] = {
6283         {
6284                 .name = "swap.current",
6285                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6286                 .read_u64 = swap_current_read,
6287         },
6288         {
6289                 .name = "swap.max",
6290                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6291                 .seq_show = swap_max_show,
6292                 .write = swap_max_write,
6293         },
6294         { }     /* terminate */
6295 };
6296
6297 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6298         {
6299                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6300                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6301                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6302         },
6303         {
6304                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6305                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6306                 .write = mem_cgroup_reset,
6307                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6308         },
6309         {
6310                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6311                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6312                 .write = mem_cgroup_write,
6313                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6314         },
6315         {
6316                 .name = "memsw.failcnt",
6317                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6318                 .write = mem_cgroup_reset,
6319                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6320         },
6321         { },    /* terminate */
6322 };
6323
6324 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6325 {
6326         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6327                 do_swap_account = 1;
6328                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6329                                                swap_files));
6330                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6331                                                   memsw_cgroup_files));
6332         }
6333         return 0;
6334 }
6335 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6336
6337 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */