GNU Linux-libre 4.9.333-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/hugetlb.h>
39 #include <linux/pagemap.h>
40 #include <linux/smp.h>
41 #include <linux/page-flags.h>
42 #include <linux/backing-dev.h>
43 #include <linux/bit_spinlock.h>
44 #include <linux/rcupdate.h>
45 #include <linux/limits.h>
46 #include <linux/export.h>
47 #include <linux/mutex.h>
48 #include <linux/rbtree.h>
49 #include <linux/slab.h>
50 #include <linux/swap.h>
51 #include <linux/swapops.h>
52 #include <linux/spinlock.h>
53 #include <linux/eventfd.h>
54 #include <linux/poll.h>
55 #include <linux/sort.h>
56 #include <linux/fs.h>
57 #include <linux/seq_file.h>
58 #include <linux/vmpressure.h>
59 #include <linux/mm_inline.h>
60 #include <linux/swap_cgroup.h>
61 #include <linux/cpu.h>
62 #include <linux/oom.h>
63 #include <linux/lockdep.h>
64 #include <linux/file.h>
65 #include <linux/tracehook.h>
66 #include "internal.h"
67 #include <net/sock.h>
68 #include <net/ip.h>
69 #include "slab.h"
70
71 #include <asm/uaccess.h>
72
73 #include <trace/events/vmscan.h>
74
75 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
76 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
77
78 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
79
80 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
81
82 /* Socket memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nosocket;
84
85 /* Kernel memory accounting disabled? */
86 static bool cgroup_memory_nokmem;
87
88 /* Whether the swap controller is active */
89 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
90 int do_swap_account __read_mostly;
91 #else
92 #define do_swap_account         0
93 #endif
94
95 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
96 static bool do_memsw_account(void)
97 {
98         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
99 }
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "rss_huge",
105         "mapped_file",
106         "dirty",
107         "writeback",
108         "swap",
109 };
110
111 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
112         "pgpgin",
113         "pgpgout",
114         "pgfault",
115         "pgmajfault",
116 };
117
118 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
119         "inactive_anon",
120         "active_anon",
121         "inactive_file",
122         "active_file",
123         "unevictable",
124 };
125
126 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
127 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
128 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
129
130 /*
131  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
132  * their hierarchy representation
133  */
134
135 struct mem_cgroup_tree_per_node {
136         struct rb_root rb_root;
137         spinlock_t lock;
138 };
139
140 struct mem_cgroup_tree {
141         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
142 };
143
144 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
145
146 /* for OOM */
147 struct mem_cgroup_eventfd_list {
148         struct list_head list;
149         struct eventfd_ctx *eventfd;
150 };
151
152 /*
153  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
154  */
155 struct mem_cgroup_event {
156         /*
157          * memcg which the event belongs to.
158          */
159         struct mem_cgroup *memcg;
160         /*
161          * eventfd to signal userspace about the event.
162          */
163         struct eventfd_ctx *eventfd;
164         /*
165          * Each of these stored in a list by the cgroup.
166          */
167         struct list_head list;
168         /*
169          * register_event() callback will be used to add new userspace
170          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
171          * on eventfd to send notification to userspace.
172          */
173         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
174                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
175         /*
176          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
177          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
178          * if you want provide notification functionality.
179          */
180         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
181                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
182         /*
183          * All fields below needed to unregister event when
184          * userspace closes eventfd.
185          */
186         poll_table pt;
187         wait_queue_head_t *wqh;
188         wait_queue_t wait;
189         struct work_struct remove;
190 };
191
192 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
193 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
194
195 /* Stuffs for move charges at task migration. */
196 /*
197  * Types of charges to be moved.
198  */
199 #define MOVE_ANON       0x1U
200 #define MOVE_FILE       0x2U
201 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
202
203 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
204 static struct move_charge_struct {
205         spinlock_t        lock; /* for from, to */
206         struct mm_struct  *mm;
207         struct mem_cgroup *from;
208         struct mem_cgroup *to;
209         unsigned long flags;
210         unsigned long precharge;
211         unsigned long moved_charge;
212         unsigned long moved_swap;
213         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
214         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
215 } mc = {
216         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
217         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
218 };
219
220 /*
221  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
222  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
223  */
224 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
225 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
226
227 enum charge_type {
228         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
229         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
230         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
231         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
232         NR_CHARGE_TYPE,
233 };
234
235 /* for encoding cft->private value on file */
236 enum res_type {
237         _MEM,
238         _MEMSWAP,
239         _OOM_TYPE,
240         _KMEM,
241         _TCP,
242 };
243
244 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
245 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
246 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
247 /* Used for OOM nofiier */
248 #define OOM_CONTROL             (0)
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
264 {
265         return (memcg == root_mem_cgroup);
266 }
267
268 #ifndef CONFIG_SLOB
269 /*
270  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
271  * The main reason for not using cgroup id for this:
272  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
273  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
274  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
275  *  200 entry array for that.
276  *
277  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
278  * will double each time we have to increase it.
279  */
280 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
281 int memcg_nr_cache_ids;
282
283 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
284 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
285
286 void memcg_get_cache_ids(void)
287 {
288         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 void memcg_put_cache_ids(void)
292 {
293         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
294 }
295
296 /*
297  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
298  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
299  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
300  * tunable, but that is strictly not necessary.
301  *
302  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
303  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
304  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
305  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
306  * increase ours as well if it increases.
307  */
308 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
309 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
310
311 /*
312  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
313  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
314  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
315  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
316  */
317 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
318 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
319
320 #endif /* !CONFIG_SLOB */
321
322 /**
323  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
324  * @page: page of interest
325  *
326  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
327  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
328  * until it is released.
329  *
330  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
331  * is returned.
332  */
333 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
334 {
335         struct mem_cgroup *memcg;
336
337         memcg = page->mem_cgroup;
338
339         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
340                 memcg = root_mem_cgroup;
341
342         return &memcg->css;
343 }
344
345 /**
346  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
347  * @page: the page
348  *
349  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
350  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
351  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
352  *
353  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
354  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
355  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
356  * do not care (such as procfs interfaces).
357  */
358 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
359 {
360         struct mem_cgroup *memcg;
361         unsigned long ino = 0;
362
363         rcu_read_lock();
364         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
365         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
366                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
367         if (memcg)
368                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
369         rcu_read_unlock();
370         return ino;
371 }
372
373 static struct mem_cgroup_per_node *
374 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
375 {
376         int nid = page_to_nid(page);
377
378         return memcg->nodeinfo[nid];
379 }
380
381 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
382 soft_limit_tree_node(int nid)
383 {
384         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
385 }
386
387 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
388 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
389 {
390         int nid = page_to_nid(page);
391
392         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
393 }
394
395 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
396                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
397                                          unsigned long new_usage_in_excess)
398 {
399         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
400         struct rb_node *parent = NULL;
401         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
402
403         if (mz->on_tree)
404                 return;
405
406         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
407         if (!mz->usage_in_excess)
408                 return;
409         while (*p) {
410                 parent = *p;
411                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
412                                         tree_node);
413                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
414                         p = &(*p)->rb_left;
415                 /*
416                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
417                  * limit by the same amount
418                  */
419                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
420                         p = &(*p)->rb_right;
421         }
422         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
423         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
424         mz->on_tree = true;
425 }
426
427 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
428                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
429 {
430         if (!mz->on_tree)
431                 return;
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 rb_node *rightmost = NULL;
513         struct mem_cgroup_per_node *mz;
514
515 retry:
516         mz = NULL;
517         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
518         if (!rightmost)
519                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
520
521         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
522         /*
523          * Remove the node now but someone else can add it back,
524          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
525          * position in the tree.
526          */
527         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
528         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
529             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
530                 goto retry;
531 done:
532         return mz;
533 }
534
535 static struct mem_cgroup_per_node *
536 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
537 {
538         struct mem_cgroup_per_node *mz;
539
540         spin_lock_irq(&mctz->lock);
541         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
542         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
543         return mz;
544 }
545
546 /*
547  * Return page count for single (non recursive) @memcg.
548  *
549  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
550  *
551  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
552  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
553  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
554  * a periodic synchronization of counter in memcg's counter.
555  *
556  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
557  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
558  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
559  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
560  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
561  *
562  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
563  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
564  * common workload, threshold and synchronization as vmstat[] should be
565  * implemented.
566  */
567 static unsigned long
568 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg, enum mem_cgroup_stat_index idx)
569 {
570         long val = 0;
571         int cpu;
572
573         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
574         for_each_possible_cpu(cpu)
575                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
576         /*
577          * Summing races with updates, so val may be negative.  Avoid exposing
578          * transient negative values.
579          */
580         if (val < 0)
581                 val = 0;
582         return val;
583 }
584
585 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
586                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
587 {
588         unsigned long val = 0;
589         int cpu;
590
591         for_each_possible_cpu(cpu)
592                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
593         return val;
594 }
595
596 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
597                                          struct page *page,
598                                          bool compound, int nr_pages)
599 {
600         /*
601          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
602          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
603          */
604         if (PageAnon(page))
605                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
606                                 nr_pages);
607         else
608                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
609                                 nr_pages);
610
611         if (compound) {
612                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
613                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
614                                 nr_pages);
615         }
616
617         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
618         if (nr_pages > 0)
619                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
620         else {
621                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
622                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
623         }
624
625         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
626 }
627
628 unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
629                                            int nid, unsigned int lru_mask)
630 {
631         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
632         unsigned long nr = 0;
633         enum lru_list lru;
634
635         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
636
637         for_each_lru(lru) {
638                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
639                         continue;
640                 nr += mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, lru);
641         }
642         return nr;
643 }
644
645 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
646                         unsigned int lru_mask)
647 {
648         unsigned long nr = 0;
649         int nid;
650
651         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
652                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
653         return nr;
654 }
655
656 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
657                                        enum mem_cgroup_events_target target)
658 {
659         unsigned long val, next;
660
661         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
662         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
663         /* from time_after() in jiffies.h */
664         if ((long)next - (long)val < 0) {
665                 switch (target) {
666                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
667                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
668                         break;
669                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
670                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
671                         break;
672                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
673                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
674                         break;
675                 default:
676                         break;
677                 }
678                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
679                 return true;
680         }
681         return false;
682 }
683
684 /*
685  * Check events in order.
686  *
687  */
688 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
689 {
690         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
691         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
692                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
693                 bool do_softlimit;
694                 bool do_numainfo __maybe_unused;
695
696                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
697                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
698 #if MAX_NUMNODES > 1
699                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
700                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
701 #endif
702                 mem_cgroup_threshold(memcg);
703                 if (unlikely(do_softlimit))
704                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
705 #if MAX_NUMNODES > 1
706                 if (unlikely(do_numainfo))
707                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
708 #endif
709         }
710 }
711
712 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
713 {
714         /*
715          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
716          * if it races with swapoff, page migration, etc.
717          * So this can be called with p == NULL.
718          */
719         if (unlikely(!p))
720                 return NULL;
721
722         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
723 }
724 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
725
726 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
727 {
728         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
729
730         rcu_read_lock();
731         do {
732                 /*
733                  * Page cache insertions can happen withou an
734                  * actual mm context, e.g. during disk probing
735                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
736                  */
737                 if (unlikely(!mm))
738                         memcg = root_mem_cgroup;
739                 else {
740                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
741                         if (unlikely(!memcg))
742                                 memcg = root_mem_cgroup;
743                 }
744         } while (!css_tryget(&memcg->css));
745         rcu_read_unlock();
746         return memcg;
747 }
748
749 /**
750  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
751  * @root: hierarchy root
752  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
753  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
754  *
755  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
756  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
757  *
758  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
759  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
760  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
761  *
762  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
763  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
764  * reclaimers operating on the same zone and priority.
765  */
766 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
767                                    struct mem_cgroup *prev,
768                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
769 {
770         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
771         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
772         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
773         struct mem_cgroup *pos = NULL;
774
775         if (mem_cgroup_disabled())
776                 return NULL;
777
778         if (!root)
779                 root = root_mem_cgroup;
780
781         if (prev && !reclaim)
782                 pos = prev;
783
784         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
785                 if (prev)
786                         goto out;
787                 return root;
788         }
789
790         rcu_read_lock();
791
792         if (reclaim) {
793                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
794
795                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
796                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
797
798                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
799                         goto out_unlock;
800
801                 while (1) {
802                         pos = READ_ONCE(iter->position);
803                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
804                                 break;
805                         /*
806                          * css reference reached zero, so iter->position will
807                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
808                          * rely on this happening soon, because ->css_released
809                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
810                          * might block it. So we clear iter->position right
811                          * away.
812                          */
813                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
814                 }
815         }
816
817         if (pos)
818                 css = &pos->css;
819
820         for (;;) {
821                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
822                 if (!css) {
823                         /*
824                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
825                          * new one might jump in right at the end of
826                          * the hierarchy - make sure they see at least
827                          * one group and restart from the beginning.
828                          */
829                         if (!prev)
830                                 continue;
831                         break;
832                 }
833
834                 /*
835                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
836                  * is provided by the caller, so we know it's alive
837                  * and kicking, and don't take an extra reference.
838                  */
839                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
840
841                 if (css == &root->css)
842                         break;
843
844                 if (css_tryget(css))
845                         break;
846
847                 memcg = NULL;
848         }
849
850         if (reclaim) {
851                 /*
852                  * The position could have already been updated by a competing
853                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
854                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
855                  */
856                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
857
858                 if (pos)
859                         css_put(&pos->css);
860
861                 if (!memcg)
862                         iter->generation++;
863                 else if (!prev)
864                         reclaim->generation = iter->generation;
865         }
866
867 out_unlock:
868         rcu_read_unlock();
869 out:
870         if (prev && prev != root)
871                 css_put(&prev->css);
872
873         return memcg;
874 }
875
876 /**
877  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
878  * @root: hierarchy root
879  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
880  */
881 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
882                            struct mem_cgroup *prev)
883 {
884         if (!root)
885                 root = root_mem_cgroup;
886         if (prev && prev != root)
887                 css_put(&prev->css);
888 }
889
890 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
891                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
892 {
893         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
894         struct mem_cgroup_per_node *mz;
895         int nid;
896         int i;
897
898         for_each_node(nid) {
899                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
900                 for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
901                         iter = &mz->iter[i];
902                         cmpxchg(&iter->position,
903                                 dead_memcg, NULL);
904                 }
905         }
906 }
907
908 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
909 {
910         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
911         struct mem_cgroup *last;
912
913         do {
914                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
915                 last = memcg;
916         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
917
918         /*
919          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
920          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
921          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
922          * dead_memcg from cgroup root separately.
923          */
924         if (last != root_mem_cgroup)
925                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
926                                                 dead_memcg);
927 }
928
929 /*
930  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
931  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
932  * be used for reference counting.
933  */
934 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
935         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
936              iter != NULL;                              \
937              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
938
939 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
940         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
941              iter != NULL;                              \
942              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
943
944 /**
945  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
946  * @memcg: hierarchy root
947  * @fn: function to call for each task
948  * @arg: argument passed to @fn
949  *
950  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
951  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
952  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
953  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
954  *
955  * This function must not be called for the root memory cgroup.
956  */
957 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
958                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
959 {
960         struct mem_cgroup *iter;
961         int ret = 0;
962
963         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
964
965         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
966                 struct css_task_iter it;
967                 struct task_struct *task;
968
969                 css_task_iter_start(&iter->css, &it);
970                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
971                         ret = fn(task, arg);
972                 css_task_iter_end(&it);
973                 if (ret) {
974                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
975                         break;
976                 }
977         }
978         return ret;
979 }
980
981 /**
982  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
983  * @page: the page
984  * @zone: zone of the page
985  *
986  * This function is only safe when following the LRU page isolation
987  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
988  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
989  */
990 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
991 {
992         struct mem_cgroup_per_node *mz;
993         struct mem_cgroup *memcg;
994         struct lruvec *lruvec;
995
996         if (mem_cgroup_disabled()) {
997                 lruvec = &pgdat->lruvec;
998                 goto out;
999         }
1000
1001         memcg = page->mem_cgroup;
1002         /*
1003          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1004          * possibly migrated - before they are charged.
1005          */
1006         if (!memcg)
1007                 memcg = root_mem_cgroup;
1008
1009         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1010         lruvec = &mz->lruvec;
1011 out:
1012         /*
1013          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1014          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1015          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1016          */
1017         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1018                 lruvec->pgdat = pgdat;
1019         return lruvec;
1020 }
1021
1022 /**
1023  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1024  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1025  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1026  * @zid: zone id of the accounted pages
1027  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1028  *
1029  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1030  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1031  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1032  */
1033 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1034                                 int zid, int nr_pages)
1035 {
1036         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1037         unsigned long *lru_size;
1038         long size;
1039
1040         if (mem_cgroup_disabled())
1041                 return;
1042
1043         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1044         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1045
1046         if (nr_pages < 0)
1047                 *lru_size += nr_pages;
1048
1049         size = *lru_size;
1050         if (WARN_ONCE(size < 0,
1051                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1052                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1053                 VM_BUG_ON(1);
1054                 *lru_size = 0;
1055         }
1056
1057         if (nr_pages > 0)
1058                 *lru_size += nr_pages;
1059 }
1060
1061 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1062 {
1063         struct mem_cgroup *task_memcg;
1064         struct task_struct *p;
1065         bool ret;
1066
1067         p = find_lock_task_mm(task);
1068         if (p) {
1069                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1070                 task_unlock(p);
1071         } else {
1072                 /*
1073                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1074                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1075                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1076                  */
1077                 rcu_read_lock();
1078                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1079                 css_get(&task_memcg->css);
1080                 rcu_read_unlock();
1081         }
1082         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1083         css_put(&task_memcg->css);
1084         return ret;
1085 }
1086
1087 /**
1088  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1089  * @memcg: the memory cgroup
1090  *
1091  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1092  * pages.
1093  */
1094 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1095 {
1096         unsigned long margin = 0;
1097         unsigned long count;
1098         unsigned long limit;
1099
1100         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1101         limit = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
1102         if (count < limit)
1103                 margin = limit - count;
1104
1105         if (do_memsw_account()) {
1106                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1107                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.limit);
1108                 if (count <= limit)
1109                         margin = min(margin, limit - count);
1110                 else
1111                         margin = 0;
1112         }
1113
1114         return margin;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1119  *
1120  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1121  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1122  * caused by "move".
1123  */
1124 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1125 {
1126         struct mem_cgroup *from;
1127         struct mem_cgroup *to;
1128         bool ret = false;
1129         /*
1130          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1131          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1132          */
1133         spin_lock(&mc.lock);
1134         from = mc.from;
1135         to = mc.to;
1136         if (!from)
1137                 goto unlock;
1138
1139         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1140                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1141 unlock:
1142         spin_unlock(&mc.lock);
1143         return ret;
1144 }
1145
1146 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1147 {
1148         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1149                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1150                         DEFINE_WAIT(wait);
1151                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1152                         /* moving charge context might have finished. */
1153                         if (mc.moving_task)
1154                                 schedule();
1155                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1156                         return true;
1157                 }
1158         }
1159         return false;
1160 }
1161
1162 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1163 /**
1164  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1165  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1166  * @p: Task that is going to be killed
1167  *
1168  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1169  * enabled
1170  */
1171 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1172 {
1173         struct mem_cgroup *iter;
1174         unsigned int i;
1175
1176         rcu_read_lock();
1177
1178         if (p) {
1179                 pr_info("Task in ");
1180                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1181                 pr_cont(" killed as a result of limit of ");
1182         } else {
1183                 pr_info("Memory limit reached of cgroup ");
1184         }
1185
1186         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1187         pr_cont("\n");
1188
1189         rcu_read_unlock();
1190
1191         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1192                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1193                 K((u64)memcg->memory.limit), memcg->memory.failcnt);
1194         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1195                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1196                 K((u64)memcg->memsw.limit), memcg->memsw.failcnt);
1197         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1198                 K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1199                 K((u64)memcg->kmem.limit), memcg->kmem.failcnt);
1200
1201         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1202                 pr_info("Memory cgroup stats for ");
1203                 pr_cont_cgroup_path(iter->css.cgroup);
1204                 pr_cont(":");
1205
1206                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1207                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1208                                 continue;
1209                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1210                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1211                 }
1212
1213                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1214                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1215                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1216
1217                 pr_cont("\n");
1218         }
1219 }
1220
1221 /*
1222  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1223  * 1(self count) if no children.
1224  */
1225 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1226 {
1227         int num = 0;
1228         struct mem_cgroup *iter;
1229
1230         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1231                 num++;
1232         return num;
1233 }
1234
1235 /*
1236  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1237  */
1238 unsigned long mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1239 {
1240         unsigned long limit;
1241
1242         limit = memcg->memory.limit;
1243         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1244                 unsigned long memsw_limit;
1245                 unsigned long swap_limit;
1246
1247                 memsw_limit = memcg->memsw.limit;
1248                 swap_limit = memcg->swap.limit;
1249                 swap_limit = min(swap_limit, (unsigned long)total_swap_pages);
1250                 limit = min(limit + swap_limit, memsw_limit);
1251         }
1252         return limit;
1253 }
1254
1255 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1256                                      int order)
1257 {
1258         struct oom_control oc = {
1259                 .zonelist = NULL,
1260                 .nodemask = NULL,
1261                 .memcg = memcg,
1262                 .gfp_mask = gfp_mask,
1263                 .order = order,
1264         };
1265         bool ret;
1266
1267         mutex_lock(&oom_lock);
1268         ret = out_of_memory(&oc);
1269         mutex_unlock(&oom_lock);
1270         return ret;
1271 }
1272
1273 #if MAX_NUMNODES > 1
1274
1275 /**
1276  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1277  * @memcg: the target memcg
1278  * @nid: the node ID to be checked.
1279  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1280  *
1281  * This function returns whether the specified memcg contains any
1282  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1283  * pages in the node.
1284  */
1285 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1286                 int nid, bool noswap)
1287 {
1288         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1289                 return true;
1290         if (noswap || !total_swap_pages)
1291                 return false;
1292         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1293                 return true;
1294         return false;
1295
1296 }
1297
1298 /*
1299  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1300  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1301  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1302  *
1303  */
1304 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1305 {
1306         int nid;
1307         /*
1308          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1309          * pagein/pageout changes since the last update.
1310          */
1311         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1312                 return;
1313         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1314                 return;
1315
1316         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1317         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1318
1319         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1320
1321                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1322                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1323         }
1324
1325         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1326         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1327 }
1328
1329 /*
1330  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1331  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1332  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1333  *
1334  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1335  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1336  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1337  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1338  *
1339  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1340  */
1341 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1342 {
1343         int node;
1344
1345         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1346         node = memcg->last_scanned_node;
1347
1348         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1349         /*
1350          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1351          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1352          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1353          */
1354         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1355                 node = numa_node_id();
1356
1357         memcg->last_scanned_node = node;
1358         return node;
1359 }
1360 #else
1361 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1362 {
1363         return 0;
1364 }
1365 #endif
1366
1367 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1368                                    pg_data_t *pgdat,
1369                                    gfp_t gfp_mask,
1370                                    unsigned long *total_scanned)
1371 {
1372         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1373         int total = 0;
1374         int loop = 0;
1375         unsigned long excess;
1376         unsigned long nr_scanned;
1377         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1378                 .pgdat = pgdat,
1379                 .priority = 0,
1380         };
1381
1382         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1383
1384         while (1) {
1385                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1386                 if (!victim) {
1387                         loop++;
1388                         if (loop >= 2) {
1389                                 /*
1390                                  * If we have not been able to reclaim
1391                                  * anything, it might because there are
1392                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1393                                  */
1394                                 if (!total)
1395                                         break;
1396                                 /*
1397                                  * We want to do more targeted reclaim.
1398                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1399                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1400                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1401                                  */
1402                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1403                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1404                                         break;
1405                         }
1406                         continue;
1407                 }
1408                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1409                                         pgdat, &nr_scanned);
1410                 *total_scanned += nr_scanned;
1411                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1412                         break;
1413         }
1414         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1415         return total;
1416 }
1417
1418 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1419 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1420         .name = "memcg_oom_lock",
1421 };
1422 #endif
1423
1424 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1425
1426 /*
1427  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1428  * If someone is running, return false.
1429  */
1430 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1433
1434         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1435
1436         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1437                 if (iter->oom_lock) {
1438                         /*
1439                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1440                          * so we cannot give a lock.
1441                          */
1442                         failed = iter;
1443                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1444                         break;
1445                 } else
1446                         iter->oom_lock = true;
1447         }
1448
1449         if (failed) {
1450                 /*
1451                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1452                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1453                  */
1454                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1455                         if (iter == failed) {
1456                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1457                                 break;
1458                         }
1459                         iter->oom_lock = false;
1460                 }
1461         } else
1462                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1463
1464         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1465
1466         return !failed;
1467 }
1468
1469 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1470 {
1471         struct mem_cgroup *iter;
1472
1473         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1474         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1475         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1476                 iter->oom_lock = false;
1477         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1478 }
1479
1480 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1481 {
1482         struct mem_cgroup *iter;
1483
1484         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1485         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1486                 iter->under_oom++;
1487         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1488 }
1489
1490 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1491 {
1492         struct mem_cgroup *iter;
1493
1494         /*
1495          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1496          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1497          */
1498         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1499         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1500                 if (iter->under_oom > 0)
1501                         iter->under_oom--;
1502         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1503 }
1504
1505 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1506
1507 struct oom_wait_info {
1508         struct mem_cgroup *memcg;
1509         wait_queue_t    wait;
1510 };
1511
1512 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1513         unsigned mode, int sync, void *arg)
1514 {
1515         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1516         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1517         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1518
1519         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1520         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1521
1522         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1523             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1524                 return 0;
1525         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1526 }
1527
1528 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1529 {
1530         /*
1531          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1532          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1533          * this function is called as a result of userland actions
1534          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1535          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1536          * triggering notification.
1537          */
1538         if (memcg && memcg->under_oom)
1539                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1540 }
1541
1542 static void mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1543 {
1544         if (!current->memcg_may_oom)
1545                 return;
1546         /*
1547          * We are in the middle of the charge context here, so we
1548          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1549          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1550          *
1551          * Also, the caller may handle a failed allocation gracefully
1552          * (like optional page cache readahead) and so an OOM killer
1553          * invocation might not even be necessary.
1554          *
1555          * That's why we don't do anything here except remember the
1556          * OOM context and then deal with it at the end of the page
1557          * fault when the stack is unwound, the locks are released,
1558          * and when we know whether the fault was overall successful.
1559          */
1560         css_get(&memcg->css);
1561         current->memcg_in_oom = memcg;
1562         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1563         current->memcg_oom_order = order;
1564 }
1565
1566 /**
1567  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1568  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1569  *
1570  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1571  * handler was enabled.
1572  *
1573  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1574  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1575  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1576  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1577  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1578  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1579  *
1580  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1581  * completed, %false otherwise.
1582  */
1583 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1584 {
1585         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1586         struct oom_wait_info owait;
1587         bool locked;
1588
1589         /* OOM is global, do not handle */
1590         if (!memcg)
1591                 return false;
1592
1593         if (!handle)
1594                 goto cleanup;
1595
1596         owait.memcg = memcg;
1597         owait.wait.flags = 0;
1598         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1599         owait.wait.private = current;
1600         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1601
1602         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1603         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1604
1605         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1606
1607         if (locked)
1608                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1609
1610         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1611                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1612                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1613                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1614                                          current->memcg_oom_order);
1615         } else {
1616                 schedule();
1617                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1618                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1619         }
1620
1621         if (locked) {
1622                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1623                 /*
1624                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1625                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1626                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1627                  */
1628                 memcg_oom_recover(memcg);
1629         }
1630 cleanup:
1631         current->memcg_in_oom = NULL;
1632         css_put(&memcg->css);
1633         return true;
1634 }
1635
1636 /**
1637  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
1638  * @page: the page
1639  *
1640  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
1641  * another cgroup.
1642  *
1643  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
1644  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
1645  * when @page might get freed inside the locked section.
1646  */
1647 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
1648 {
1649         struct mem_cgroup *memcg;
1650         unsigned long flags;
1651
1652         /*
1653          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
1654          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
1655          * because page moving starts with an RCU grace period.
1656          *
1657          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
1658          * the page state that is going to change is the only thing
1659          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
1660          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
1661          * keep off truncation, migration and so forth.
1662          */
1663         rcu_read_lock();
1664
1665         if (mem_cgroup_disabled())
1666                 return NULL;
1667 again:
1668         memcg = page->mem_cgroup;
1669         if (unlikely(!memcg))
1670                 return NULL;
1671
1672         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
1673                 return memcg;
1674
1675         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
1676         if (memcg != page->mem_cgroup) {
1677                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1678                 goto again;
1679         }
1680
1681         /*
1682          * When charge migration first begins, we can have locked and
1683          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
1684          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
1685          */
1686         memcg->move_lock_task = current;
1687         memcg->move_lock_flags = flags;
1688
1689         return memcg;
1690 }
1691 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
1692
1693 /**
1694  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
1695  * @memcg: the memcg
1696  *
1697  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
1698  */
1699 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
1700 {
1701         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
1702                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
1703
1704                 memcg->move_lock_task = NULL;
1705                 memcg->move_lock_flags = 0;
1706
1707                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
1708         }
1709
1710         rcu_read_unlock();
1711 }
1712
1713 /**
1714  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
1715  * @page: the page
1716  */
1717 void unlock_page_memcg(struct page *page)
1718 {
1719         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
1720 }
1721 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
1722
1723 /*
1724  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1725  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1726  */
1727 #define CHARGE_BATCH    32U
1728 struct memcg_stock_pcp {
1729         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1730         unsigned int nr_pages;
1731         struct work_struct work;
1732         unsigned long flags;
1733 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
1734 };
1735 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1736 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1737
1738 /**
1739  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
1740  * @memcg: memcg to consume from.
1741  * @nr_pages: how many pages to charge.
1742  *
1743  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
1744  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
1745  * service an allocation will refill the stock.
1746  *
1747  * returns true if successful, false otherwise.
1748  */
1749 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1750 {
1751         struct memcg_stock_pcp *stock;
1752         unsigned long flags;
1753         bool ret = false;
1754
1755         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
1756                 return ret;
1757
1758         local_irq_save(flags);
1759
1760         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1761         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
1762                 stock->nr_pages -= nr_pages;
1763                 ret = true;
1764         }
1765
1766         local_irq_restore(flags);
1767
1768         return ret;
1769 }
1770
1771 /*
1772  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
1773  */
1774 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1775 {
1776         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1777
1778         if (stock->nr_pages) {
1779                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
1780                 if (do_memsw_account())
1781                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
1782                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
1783                 stock->nr_pages = 0;
1784         }
1785         stock->cached = NULL;
1786 }
1787
1788 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1789 {
1790         struct memcg_stock_pcp *stock;
1791         unsigned long flags;
1792
1793         local_irq_save(flags);
1794
1795         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1796         drain_stock(stock);
1797         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1798
1799         local_irq_restore(flags);
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
1804  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1805  */
1806 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1807 {
1808         struct memcg_stock_pcp *stock;
1809         unsigned long flags;
1810
1811         local_irq_save(flags);
1812
1813         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
1814         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1815                 drain_stock(stock);
1816                 stock->cached = memcg;
1817         }
1818         stock->nr_pages += nr_pages;
1819
1820         local_irq_restore(flags);
1821 }
1822
1823 /*
1824  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1825  * of the hierarchy under it.
1826  */
1827 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
1828 {
1829         int cpu, curcpu;
1830
1831         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
1832         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
1833                 return;
1834         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1835         get_online_cpus();
1836         curcpu = get_cpu();
1837         for_each_online_cpu(cpu) {
1838                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1839                 struct mem_cgroup *memcg;
1840
1841                 memcg = stock->cached;
1842                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
1843                         continue;
1844                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
1845                         continue;
1846                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
1847                         if (cpu == curcpu)
1848                                 drain_local_stock(&stock->work);
1849                         else
1850                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
1851                 }
1852         }
1853         put_cpu();
1854         put_online_cpus();
1855         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
1856 }
1857
1858 static int memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
1859                                         unsigned long action,
1860                                         void *hcpu)
1861 {
1862         int cpu = (unsigned long)hcpu;
1863         struct memcg_stock_pcp *stock;
1864
1865         if (action == CPU_ONLINE)
1866                 return NOTIFY_OK;
1867
1868         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
1869                 return NOTIFY_OK;
1870
1871         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1872         drain_stock(stock);
1873         return NOTIFY_OK;
1874 }
1875
1876 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
1877                          unsigned int nr_pages,
1878                          gfp_t gfp_mask)
1879 {
1880         do {
1881                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
1882                         continue;
1883                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_HIGH, 1);
1884                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
1885         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1886 }
1887
1888 static void high_work_func(struct work_struct *work)
1889 {
1890         struct mem_cgroup *memcg;
1891
1892         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
1893         reclaim_high(memcg, CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
1898  * and reclaims memory over the high limit.
1899  */
1900 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
1901 {
1902         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
1903         struct mem_cgroup *memcg;
1904
1905         if (likely(!nr_pages))
1906                 return;
1907
1908         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1909         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
1910         css_put(&memcg->css);
1911         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
1912 }
1913
1914 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1915                       unsigned int nr_pages)
1916 {
1917         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
1918         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
1919         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
1920         struct page_counter *counter;
1921         unsigned long nr_reclaimed;
1922         bool may_swap = true;
1923         bool drained = false;
1924
1925         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
1926                 return 0;
1927 retry:
1928         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
1929                 return 0;
1930
1931         if (!do_memsw_account() ||
1932             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
1933                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
1934                         goto done_restock;
1935                 if (do_memsw_account())
1936                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
1937                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
1938         } else {
1939                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
1940                 may_swap = false;
1941         }
1942
1943         if (batch > nr_pages) {
1944                 batch = nr_pages;
1945                 goto retry;
1946         }
1947
1948         /*
1949          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
1950          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
1951          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
1952          * free their memory.
1953          */
1954         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE) ||
1955                      fatal_signal_pending(current) ||
1956                      current->flags & PF_EXITING))
1957                 goto force;
1958
1959         /*
1960          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
1961          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
1962          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
1963          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
1964          */
1965         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
1966                 goto force;
1967
1968         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
1969                 goto nomem;
1970
1971         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
1972                 goto nomem;
1973
1974         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_MAX, 1);
1975
1976         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
1977                                                     gfp_mask, may_swap);
1978
1979         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
1980                 goto retry;
1981
1982         if (!drained) {
1983                 drain_all_stock(mem_over_limit);
1984                 drained = true;
1985                 goto retry;
1986         }
1987
1988         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
1989                 goto nomem;
1990         /*
1991          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
1992          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
1993          * before killing the task.
1994          *
1995          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
1996          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
1997          * to regular pages anyway in case of failure.
1998          */
1999         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2000                 goto retry;
2001         /*
2002          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2003          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2004          */
2005         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2006                 goto retry;
2007
2008         if (nr_retries--)
2009                 goto retry;
2010
2011         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2012                 goto force;
2013
2014         if (fatal_signal_pending(current))
2015                 goto force;
2016
2017         mem_cgroup_events(mem_over_limit, MEMCG_OOM, 1);
2018
2019         mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2020                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2021 nomem:
2022         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2023                 return -ENOMEM;
2024 force:
2025         /*
2026          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2027          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2028          * temporarily by force charging it.
2029          */
2030         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2031         if (do_memsw_account())
2032                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2033         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2034
2035         return 0;
2036
2037 done_restock:
2038         css_get_many(&memcg->css, batch);
2039         if (batch > nr_pages)
2040                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2041
2042         /*
2043          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2044          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2045          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2046          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2047          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2048          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2049          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2050          */
2051         do {
2052                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2053                         /* Don't bother a random interrupted task */
2054                         if (in_interrupt()) {
2055                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2056                                 break;
2057                         }
2058                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2059                         set_notify_resume(current);
2060                         break;
2061                 }
2062         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2063
2064         return 0;
2065 }
2066
2067 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2068 {
2069         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2070                 return;
2071
2072         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2073         if (do_memsw_account())
2074                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2075
2076         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2077 }
2078
2079 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2080 {
2081         struct zone *zone = page_zone(page);
2082
2083         spin_lock_irq(zone_lru_lock(zone));
2084         if (PageLRU(page)) {
2085                 struct lruvec *lruvec;
2086
2087                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2088                 ClearPageLRU(page);
2089                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2090                 *isolated = 1;
2091         } else
2092                 *isolated = 0;
2093 }
2094
2095 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2096 {
2097         struct zone *zone = page_zone(page);
2098
2099         if (isolated) {
2100                 struct lruvec *lruvec;
2101
2102                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, zone->zone_pgdat);
2103                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2104                 SetPageLRU(page);
2105                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2106         }
2107         spin_unlock_irq(zone_lru_lock(zone));
2108 }
2109
2110 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2111                           bool lrucare)
2112 {
2113         int isolated;
2114
2115         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2116
2117         /*
2118          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2119          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2120          */
2121         if (lrucare)
2122                 lock_page_lru(page, &isolated);
2123
2124         /*
2125          * Nobody should be changing or seriously looking at
2126          * page->mem_cgroup at this point:
2127          *
2128          * - the page is uncharged
2129          *
2130          * - the page is off-LRU
2131          *
2132          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2133          *   a locked page table
2134          *
2135          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2136          *   have the page locked
2137          */
2138         page->mem_cgroup = memcg;
2139
2140         if (lrucare)
2141                 unlock_page_lru(page, isolated);
2142 }
2143
2144 #ifndef CONFIG_SLOB
2145 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2146 {
2147         int id, size;
2148         int err;
2149
2150         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2151                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2152         if (id < 0)
2153                 return id;
2154
2155         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2156                 return id;
2157
2158         /*
2159          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2160          * so we have to grow them.
2161          */
2162         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2163
2164         size = 2 * (id + 1);
2165         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2166                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2167         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2168                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2169
2170         err = memcg_update_all_caches(size);
2171         if (!err)
2172                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2173         if (!err)
2174                 memcg_nr_cache_ids = size;
2175
2176         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2177
2178         if (err) {
2179                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2180                 return err;
2181         }
2182         return id;
2183 }
2184
2185 static void memcg_free_cache_id(int id)
2186 {
2187         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2188 }
2189
2190 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2191         struct mem_cgroup *memcg;
2192         struct kmem_cache *cachep;
2193         struct work_struct work;
2194 };
2195
2196 static struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_create_wq;
2197
2198 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2199 {
2200         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2201                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2202         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2203         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2204
2205         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2206
2207         css_put(&memcg->css);
2208         kfree(cw);
2209 }
2210
2211 /*
2212  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2213  */
2214 static void __memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2215                                                struct kmem_cache *cachep)
2216 {
2217         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2218
2219         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT);
2220         if (!cw)
2221                 return;
2222
2223         css_get(&memcg->css);
2224
2225         cw->memcg = memcg;
2226         cw->cachep = cachep;
2227         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2228
2229         queue_work(memcg_kmem_cache_create_wq, &cw->work);
2230 }
2231
2232 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2233                                              struct kmem_cache *cachep)
2234 {
2235         /*
2236          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
2237          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
2238          * in __memcg_schedule_kmem_cache_create will recurse.
2239          *
2240          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
2241          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
2242          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
2243          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
2244          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
2245          */
2246         current->memcg_kmem_skip_account = 1;
2247         __memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2248         current->memcg_kmem_skip_account = 0;
2249 }
2250
2251 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2252 {
2253         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2254                 return true;
2255         return false;
2256 }
2257
2258 /**
2259  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2260  * @cachep: the original global kmem cache
2261  *
2262  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2263  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2264  *
2265  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2266  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2267  * go through with the original cache.
2268  *
2269  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2270  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2271  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2272  * reference.
2273  */
2274 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2275 {
2276         struct mem_cgroup *memcg;
2277         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2278         int kmemcg_id;
2279
2280         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2281
2282         if (memcg_kmem_bypass())
2283                 return cachep;
2284
2285         if (current->memcg_kmem_skip_account)
2286                 return cachep;
2287
2288         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2289         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2290         if (kmemcg_id < 0)
2291                 goto out;
2292
2293         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2294         if (likely(memcg_cachep))
2295                 return memcg_cachep;
2296
2297         /*
2298          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2299          * context), we could be be predictable and return right away.
2300          * This would guarantee that the allocation being performed
2301          * already belongs in the new cache.
2302          *
2303          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2304          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2305          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2306          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2307          * defer everything.
2308          */
2309         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2310 out:
2311         css_put(&memcg->css);
2312         return cachep;
2313 }
2314
2315 /**
2316  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2317  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2318  */
2319 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2320 {
2321         if (!is_root_cache(cachep))
2322                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2323 }
2324
2325 /**
2326  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page
2327  * @page: page to charge
2328  * @gfp: reclaim mode
2329  * @order: allocation order
2330  * @memcg: memory cgroup to charge
2331  *
2332  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2333  */
2334 int memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2335                             struct mem_cgroup *memcg)
2336 {
2337         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2338         struct page_counter *counter;
2339         int ret;
2340
2341         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2342         if (ret)
2343                 return ret;
2344
2345         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2346             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2347
2348                 /*
2349                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
2350                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
2351                  * handling code.
2352                  */
2353                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
2354                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
2355                         return 0;
2356                 }
2357                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2358                 return -ENOMEM;
2359         }
2360
2361         page->mem_cgroup = memcg;
2362
2363         return 0;
2364 }
2365
2366 /**
2367  * memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2368  * @page: page to charge
2369  * @gfp: reclaim mode
2370  * @order: allocation order
2371  *
2372  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2373  */
2374 int memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2375 {
2376         struct mem_cgroup *memcg;
2377         int ret = 0;
2378
2379         if (memcg_kmem_bypass())
2380                 return 0;
2381
2382         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2383         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2384                 ret = memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2385                 if (!ret)
2386                         __SetPageKmemcg(page);
2387         }
2388         css_put(&memcg->css);
2389         return ret;
2390 }
2391 /**
2392  * memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2393  * @page: page to uncharge
2394  * @order: allocation order
2395  */
2396 void memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2397 {
2398         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2399         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2400
2401         if (!memcg)
2402                 return;
2403
2404         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2405
2406         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2407                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2408
2409         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2410         if (do_memsw_account())
2411                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2412
2413         page->mem_cgroup = NULL;
2414
2415         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2416         if (PageKmemcg(page))
2417                 __ClearPageKmemcg(page);
2418
2419         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2420 }
2421 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2422
2423 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2424
2425 /*
2426  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2427  * zone_lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2428  */
2429 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2430 {
2431         int i;
2432
2433         if (mem_cgroup_disabled())
2434                 return;
2435
2436         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2437                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2438
2439         __this_cpu_sub(head->mem_cgroup->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE],
2440                        HPAGE_PMD_NR);
2441 }
2442 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2443
2444 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2445 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
2446                                          bool charge)
2447 {
2448         int val = (charge) ? 1 : -1;
2449         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
2450 }
2451
2452 /**
2453  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2454  * @entry: swap entry to be moved
2455  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2456  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2457  *
2458  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2459  * as the mem_cgroup's id of @from.
2460  *
2461  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2462  *
2463  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2464  * both res and memsw, and called css_get().
2465  */
2466 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2467                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2468 {
2469         unsigned short old_id, new_id;
2470
2471         old_id = mem_cgroup_id(from);
2472         new_id = mem_cgroup_id(to);
2473
2474         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2475                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
2476                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
2477                 return 0;
2478         }
2479         return -EINVAL;
2480 }
2481 #else
2482 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2483                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2484 {
2485         return -EINVAL;
2486 }
2487 #endif
2488
2489 static DEFINE_MUTEX(memcg_limit_mutex);
2490
2491 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2492                                    unsigned long limit)
2493 {
2494         unsigned long curusage;
2495         unsigned long oldusage;
2496         bool enlarge = false;
2497         int retry_count;
2498         int ret;
2499
2500         /*
2501          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
2502          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
2503          * of # of children which we should visit in this loop.
2504          */
2505         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2506                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2507
2508         oldusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2509
2510         do {
2511                 if (signal_pending(current)) {
2512                         ret = -EINTR;
2513                         break;
2514                 }
2515
2516                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2517                 if (limit > memcg->memsw.limit) {
2518                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2519                         ret = -EINVAL;
2520                         break;
2521                 }
2522                 if (limit > memcg->memory.limit)
2523                         enlarge = true;
2524                 ret = page_counter_limit(&memcg->memory, limit);
2525                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2526
2527                 if (!ret)
2528                         break;
2529
2530                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true);
2531
2532                 curusage = page_counter_read(&memcg->memory);
2533                 /* Usage is reduced ? */
2534                 if (curusage >= oldusage)
2535                         retry_count--;
2536                 else
2537                         oldusage = curusage;
2538         } while (retry_count);
2539
2540         if (!ret && enlarge)
2541                 memcg_oom_recover(memcg);
2542
2543         return ret;
2544 }
2545
2546 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2547                                          unsigned long limit)
2548 {
2549         unsigned long curusage;
2550         unsigned long oldusage;
2551         bool enlarge = false;
2552         int retry_count;
2553         int ret;
2554
2555         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
2556         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES *
2557                       mem_cgroup_count_children(memcg);
2558
2559         oldusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2560
2561         do {
2562                 if (signal_pending(current)) {
2563                         ret = -EINTR;
2564                         break;
2565                 }
2566
2567                 mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2568                 if (limit < memcg->memory.limit) {
2569                         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2570                         ret = -EINVAL;
2571                         break;
2572                 }
2573                 if (limit > memcg->memsw.limit)
2574                         enlarge = true;
2575                 ret = page_counter_limit(&memcg->memsw, limit);
2576                 mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2577
2578                 if (!ret)
2579                         break;
2580
2581                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, false);
2582
2583                 curusage = page_counter_read(&memcg->memsw);
2584                 /* Usage is reduced ? */
2585                 if (curusage >= oldusage)
2586                         retry_count--;
2587                 else
2588                         oldusage = curusage;
2589         } while (retry_count);
2590
2591         if (!ret && enlarge)
2592                 memcg_oom_recover(memcg);
2593
2594         return ret;
2595 }
2596
2597 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2598                                             gfp_t gfp_mask,
2599                                             unsigned long *total_scanned)
2600 {
2601         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2602         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2603         unsigned long reclaimed;
2604         int loop = 0;
2605         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2606         unsigned long excess;
2607         unsigned long nr_scanned;
2608
2609         if (order > 0)
2610                 return 0;
2611
2612         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2613
2614         /*
2615          * Do not even bother to check the largest node if the root
2616          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2617          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2618          */
2619         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2620                 return 0;
2621
2622         /*
2623          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2624          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2625          * pressure
2626          */
2627         do {
2628                 if (next_mz)
2629                         mz = next_mz;
2630                 else
2631                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2632                 if (!mz)
2633                         break;
2634
2635                 nr_scanned = 0;
2636                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
2637                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
2638                 nr_reclaimed += reclaimed;
2639                 *total_scanned += nr_scanned;
2640                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
2641                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
2642
2643                 /*
2644                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
2645                  * it is time to move on to the next cgroup
2646                  */
2647                 next_mz = NULL;
2648                 if (!reclaimed)
2649                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
2650
2651                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
2652                 /*
2653                  * One school of thought says that we should not add
2654                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
2655                  * But our reclaim could return 0, simply because due
2656                  * to priority we are exposing a smaller subset of
2657                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
2658                  * term TODO.
2659                  */
2660                 /* If excess == 0, no tree ops */
2661                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
2662                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
2663                 css_put(&mz->memcg->css);
2664                 loop++;
2665                 /*
2666                  * Could not reclaim anything and there are no more
2667                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
2668                  * reclaiming anything.
2669                  */
2670                 if (!nr_reclaimed &&
2671                         (next_mz == NULL ||
2672                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
2673                         break;
2674         } while (!nr_reclaimed);
2675         if (next_mz)
2676                 css_put(&next_mz->memcg->css);
2677         return nr_reclaimed;
2678 }
2679
2680 /*
2681  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
2682  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
2683  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
2684  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
2685  */
2686 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
2687 {
2688         bool ret;
2689
2690         rcu_read_lock();
2691         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
2692         rcu_read_unlock();
2693         return ret;
2694 }
2695
2696 /*
2697  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
2698  *
2699  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
2700  */
2701 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
2702 {
2703         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2704
2705         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
2706         lru_add_drain_all();
2707         /* try to free all pages in this cgroup */
2708         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
2709                 int progress;
2710
2711                 if (signal_pending(current))
2712                         return -EINTR;
2713
2714                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2715                                                         GFP_KERNEL, true);
2716                 if (!progress) {
2717                         nr_retries--;
2718                         /* maybe some writeback is necessary */
2719                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
2720                 }
2721
2722         }
2723
2724         return 0;
2725 }
2726
2727 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
2728                                             char *buf, size_t nbytes,
2729                                             loff_t off)
2730 {
2731         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
2732
2733         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2734                 return -EINVAL;
2735         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
2736 }
2737
2738 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
2739                                      struct cftype *cft)
2740 {
2741         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
2742 }
2743
2744 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
2745                                       struct cftype *cft, u64 val)
2746 {
2747         int retval = 0;
2748         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2749         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
2750
2751         if (memcg->use_hierarchy == val)
2752                 return 0;
2753
2754         /*
2755          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
2756          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
2757          * occur, provided the current cgroup has no children.
2758          *
2759          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
2760          * set if there are no children.
2761          */
2762         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
2763                                 (val == 1 || val == 0)) {
2764                 if (!memcg_has_children(memcg))
2765                         memcg->use_hierarchy = val;
2766                 else
2767                         retval = -EBUSY;
2768         } else
2769                 retval = -EINVAL;
2770
2771         return retval;
2772 }
2773
2774 static void tree_stat(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *stat)
2775 {
2776         struct mem_cgroup *iter;
2777         int i;
2778
2779         memset(stat, 0, sizeof(*stat) * MEMCG_NR_STAT);
2780
2781         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2782                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
2783                         stat[i] += mem_cgroup_read_stat(iter, i);
2784         }
2785 }
2786
2787 static void tree_events(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *events)
2788 {
2789         struct mem_cgroup *iter;
2790         int i;
2791
2792         memset(events, 0, sizeof(*events) * MEMCG_NR_EVENTS);
2793
2794         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2795                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_EVENTS; i++)
2796                         events[i] += mem_cgroup_read_events(iter, i);
2797         }
2798 }
2799
2800 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
2801 {
2802         unsigned long val = 0;
2803
2804         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2805                 struct mem_cgroup *iter;
2806
2807                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2808                         val += mem_cgroup_read_stat(iter,
2809                                         MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
2810                         val += mem_cgroup_read_stat(iter,
2811                                         MEM_CGROUP_STAT_RSS);
2812                         if (swap)
2813                                 val += mem_cgroup_read_stat(iter,
2814                                                 MEM_CGROUP_STAT_SWAP);
2815                 }
2816         } else {
2817                 if (!swap)
2818                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
2819                 else
2820                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
2821         }
2822         return val;
2823 }
2824
2825 enum {
2826         RES_USAGE,
2827         RES_LIMIT,
2828         RES_MAX_USAGE,
2829         RES_FAILCNT,
2830         RES_SOFT_LIMIT,
2831 };
2832
2833 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
2834                                struct cftype *cft)
2835 {
2836         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
2837         struct page_counter *counter;
2838
2839         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
2840         case _MEM:
2841                 counter = &memcg->memory;
2842                 break;
2843         case _MEMSWAP:
2844                 counter = &memcg->memsw;
2845                 break;
2846         case _KMEM:
2847                 counter = &memcg->kmem;
2848                 break;
2849         case _TCP:
2850                 counter = &memcg->tcpmem;
2851                 break;
2852         default:
2853                 BUG();
2854         }
2855
2856         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
2857         case RES_USAGE:
2858                 if (counter == &memcg->memory)
2859                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
2860                 if (counter == &memcg->memsw)
2861                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
2862                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
2863         case RES_LIMIT:
2864                 return (u64)counter->limit * PAGE_SIZE;
2865         case RES_MAX_USAGE:
2866                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
2867         case RES_FAILCNT:
2868                 return counter->failcnt;
2869         case RES_SOFT_LIMIT:
2870                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
2871         default:
2872                 BUG();
2873         }
2874 }
2875
2876 #ifndef CONFIG_SLOB
2877 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2878 {
2879         int memcg_id;
2880
2881         if (cgroup_memory_nokmem)
2882                 return 0;
2883
2884         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
2885         BUG_ON(memcg->kmem_state);
2886
2887         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
2888         if (memcg_id < 0)
2889                 return memcg_id;
2890
2891         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
2892         /*
2893          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
2894          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
2895          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
2896          * patched.
2897          */
2898         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
2899         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
2900
2901         return 0;
2902 }
2903
2904 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2905 {
2906         struct cgroup_subsys_state *css;
2907         struct mem_cgroup *parent, *child;
2908         int kmemcg_id;
2909
2910         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
2911                 return;
2912         /*
2913          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
2914          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
2915          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
2916          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
2917          */
2918         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
2919
2920         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
2921
2922         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
2923         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
2924
2925         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
2926         if (!parent)
2927                 parent = root_mem_cgroup;
2928
2929         /*
2930          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
2931          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
2932          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
2933          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
2934          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
2935          * memcg_drain_all_list_lrus().
2936          */
2937         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
2938         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
2939                 child = mem_cgroup_from_css(css);
2940                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
2941                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
2942                 if (!memcg->use_hierarchy)
2943                         break;
2944         }
2945         rcu_read_unlock();
2946
2947         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent->kmemcg_id);
2948
2949         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
2950 }
2951
2952 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2953 {
2954         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
2955         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
2956                 memcg_offline_kmem(memcg);
2957
2958         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
2959                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
2960                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
2961                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
2962         }
2963 }
2964 #else
2965 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2966 {
2967         return 0;
2968 }
2969 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2970 {
2971 }
2972 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2973 {
2974 }
2975 #endif /* !CONFIG_SLOB */
2976
2977 static int memcg_update_kmem_limit(struct mem_cgroup *memcg,
2978                                    unsigned long limit)
2979 {
2980         int ret;
2981
2982         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2983         ret = page_counter_limit(&memcg->kmem, limit);
2984         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
2985         return ret;
2986 }
2987
2988 static int memcg_update_tcp_limit(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long limit)
2989 {
2990         int ret;
2991
2992         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
2993
2994         ret = page_counter_limit(&memcg->tcpmem, limit);
2995         if (ret)
2996                 goto out;
2997
2998         if (!memcg->tcpmem_active) {
2999                 /*
3000                  * The active flag needs to be written after the static_key
3001                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3002                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3003                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3004                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3005                  *
3006                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3007                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3008                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3009                  * yet, we'll lose accounting.
3010                  *
3011                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3012                  * because when this value change, the code to process it is not
3013                  * patched in yet.
3014                  */
3015                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3016                 memcg->tcpmem_active = true;
3017         }
3018 out:
3019         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
3020         return ret;
3021 }
3022
3023 /*
3024  * The user of this function is...
3025  * RES_LIMIT.
3026  */
3027 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3028                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3029 {
3030         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3031         unsigned long nr_pages;
3032         int ret;
3033
3034         buf = strstrip(buf);
3035         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3036         if (ret)
3037                 return ret;
3038
3039         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3040         case RES_LIMIT:
3041                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3042                         ret = -EINVAL;
3043                         break;
3044                 }
3045                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3046                 case _MEM:
3047                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, nr_pages);
3048                         break;
3049                 case _MEMSWAP:
3050                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, nr_pages);
3051                         break;
3052                 case _KMEM:
3053                         ret = memcg_update_kmem_limit(memcg, nr_pages);
3054                         break;
3055                 case _TCP:
3056                         ret = memcg_update_tcp_limit(memcg, nr_pages);
3057                         break;
3058                 }
3059                 break;
3060         case RES_SOFT_LIMIT:
3061                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3062                 ret = 0;
3063                 break;
3064         }
3065         return ret ?: nbytes;
3066 }
3067
3068 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3069                                 size_t nbytes, loff_t off)
3070 {
3071         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3072         struct page_counter *counter;
3073
3074         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3075         case _MEM:
3076                 counter = &memcg->memory;
3077                 break;
3078         case _MEMSWAP:
3079                 counter = &memcg->memsw;
3080                 break;
3081         case _KMEM:
3082                 counter = &memcg->kmem;
3083                 break;
3084         case _TCP:
3085                 counter = &memcg->tcpmem;
3086                 break;
3087         default:
3088                 BUG();
3089         }
3090
3091         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3092         case RES_MAX_USAGE:
3093                 page_counter_reset_watermark(counter);
3094                 break;
3095         case RES_FAILCNT:
3096                 counter->failcnt = 0;
3097                 break;
3098         default:
3099                 BUG();
3100         }
3101
3102         return nbytes;
3103 }
3104
3105 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3106                                         struct cftype *cft)
3107 {
3108         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3109 }
3110
3111 #ifdef CONFIG_MMU
3112 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3113                                         struct cftype *cft, u64 val)
3114 {
3115         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3116
3117         if (val & ~MOVE_MASK)
3118                 return -EINVAL;
3119
3120         /*
3121          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3122          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3123          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3124          * affect task migrations starting after the change.
3125          */
3126         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3127         return 0;
3128 }
3129 #else
3130 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3131                                         struct cftype *cft, u64 val)
3132 {
3133         return -ENOSYS;
3134 }
3135 #endif
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA
3138 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3139 {
3140         struct numa_stat {
3141                 const char *name;
3142                 unsigned int lru_mask;
3143         };
3144
3145         static const struct numa_stat stats[] = {
3146                 { "total", LRU_ALL },
3147                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3148                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3149                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3150         };
3151         const struct numa_stat *stat;
3152         int nid;
3153         unsigned long nr;
3154         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3155
3156         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3157                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3158                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3159                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3160                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3161                                                           stat->lru_mask);
3162                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3163                 }
3164                 seq_putc(m, '\n');
3165         }
3166
3167         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3168                 struct mem_cgroup *iter;
3169
3170                 nr = 0;
3171                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3172                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3173                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3174                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3175                         nr = 0;
3176                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3177                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3178                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3179                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3180                 }
3181                 seq_putc(m, '\n');
3182         }
3183
3184         return 0;
3185 }
3186 #endif /* CONFIG_NUMA */
3187
3188 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3189 {
3190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
3191         unsigned long memory, memsw;
3192         struct mem_cgroup *mi;
3193         unsigned int i;
3194
3195         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_stat_names) !=
3196                      MEM_CGROUP_STAT_NSTATS);
3197         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_events_names) !=
3198                      MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS);
3199         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3200
3201         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3202                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3203                         continue;
3204                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_stat_names[i],
3205                            mem_cgroup_read_stat(memcg, i) * PAGE_SIZE);
3206         }
3207
3208         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++)
3209                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_events_names[i],
3210                            mem_cgroup_read_events(memcg, i));
3211
3212         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3213                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3214                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(i)) * PAGE_SIZE);
3215
3216         /* Hierarchical information */
3217         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3218         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3219                 memory = min(memory, mi->memory.limit);
3220                 memsw = min(memsw, mi->memsw.limit);
3221         }
3222         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3223                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3224         if (do_memsw_account())
3225                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3226                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3227
3228         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
3229                 unsigned long long val = 0;
3230
3231                 if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_memsw_account())
3232                         continue;
3233                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3234                         val += mem_cgroup_read_stat(mi, i) * PAGE_SIZE;
3235                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_stat_names[i], val);
3236         }
3237
3238         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
3239                 unsigned long long val = 0;
3240
3241                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3242                         val += mem_cgroup_read_events(mi, i);
3243                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
3244                            mem_cgroup_events_names[i], val);
3245         }
3246
3247         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
3248                 unsigned long long val = 0;
3249
3250                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
3251                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i)) * PAGE_SIZE;
3252                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i], val);
3253         }
3254
3255 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3256         {
3257                 pg_data_t *pgdat;
3258                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3259                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3260                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3261                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3262
3263                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3264                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3265                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3266
3267                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3268                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3269                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3270                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3271                 }
3272                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3273                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3274                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3275                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3276         }
3277 #endif
3278
3279         return 0;
3280 }
3281
3282 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3283                                       struct cftype *cft)
3284 {
3285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3286
3287         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3288 }
3289
3290 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3291                                        struct cftype *cft, u64 val)
3292 {
3293         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3294
3295         if (val > 100)
3296                 return -EINVAL;
3297
3298         if (css->parent)
3299                 memcg->swappiness = val;
3300         else
3301                 vm_swappiness = val;
3302
3303         return 0;
3304 }
3305
3306 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3307 {
3308         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3309         unsigned long usage;
3310         int i;
3311
3312         rcu_read_lock();
3313         if (!swap)
3314                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3315         else
3316                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3317
3318         if (!t)
3319                 goto unlock;
3320
3321         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3322
3323         /*
3324          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3325          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3326          * call of __mem_cgroup_threshold().
3327          */
3328         i = t->current_threshold;
3329
3330         /*
3331          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3332          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3333          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3334          * only one element of the array here.
3335          */
3336         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3337                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3338
3339         /* i = current_threshold + 1 */
3340         i++;
3341
3342         /*
3343          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3344          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3345          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3346          * only one element of the array here.
3347          */
3348         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3349                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3350
3351         /* Update current_threshold */
3352         t->current_threshold = i - 1;
3353 unlock:
3354         rcu_read_unlock();
3355 }
3356
3357 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3358 {
3359         while (memcg) {
3360                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3361                 if (do_memsw_account())
3362                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3363
3364                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3365         }
3366 }
3367
3368 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3369 {
3370         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3371         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3372
3373         if (_a->threshold > _b->threshold)
3374                 return 1;
3375
3376         if (_a->threshold < _b->threshold)
3377                 return -1;
3378
3379         return 0;
3380 }
3381
3382 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3383 {
3384         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3385
3386         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3387
3388         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3389                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3390
3391         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3392         return 0;
3393 }
3394
3395 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3396 {
3397         struct mem_cgroup *iter;
3398
3399         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3400                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3401 }
3402
3403 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3404         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3405 {
3406         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3407         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3408         unsigned long threshold;
3409         unsigned long usage;
3410         int i, size, ret;
3411
3412         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3413         if (ret)
3414                 return ret;
3415
3416         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3417
3418         if (type == _MEM) {
3419                 thresholds = &memcg->thresholds;
3420                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3421         } else if (type == _MEMSWAP) {
3422                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3423                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3424         } else
3425                 BUG();
3426
3427         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3428         if (thresholds->primary)
3429                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3430
3431         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3432
3433         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3434         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3435                         GFP_KERNEL);
3436         if (!new) {
3437                 ret = -ENOMEM;
3438                 goto unlock;
3439         }
3440         new->size = size;
3441
3442         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3443         if (thresholds->primary) {
3444                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3445                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3446         }
3447
3448         /* Add new threshold */
3449         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3450         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3451
3452         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3453         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3454                         compare_thresholds, NULL);
3455
3456         /* Find current threshold */
3457         new->current_threshold = -1;
3458         for (i = 0; i < size; i++) {
3459                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3460                         /*
3461                          * new->current_threshold will not be used until
3462                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3463                          * it here.
3464                          */
3465                         ++new->current_threshold;
3466                 } else
3467                         break;
3468         }
3469
3470         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3471         kfree(thresholds->spare);
3472         thresholds->spare = thresholds->primary;
3473
3474         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3475
3476         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3477         synchronize_rcu();
3478
3479 unlock:
3480         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3481
3482         return ret;
3483 }
3484
3485 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3486         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3487 {
3488         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3489 }
3490
3491 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3492         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3493 {
3494         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3495 }
3496
3497 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3498         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3499 {
3500         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3501         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3502         unsigned long usage;
3503         int i, j, size, entries;
3504
3505         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3506
3507         if (type == _MEM) {
3508                 thresholds = &memcg->thresholds;
3509                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3510         } else if (type == _MEMSWAP) {
3511                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3512                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3513         } else
3514                 BUG();
3515
3516         if (!thresholds->primary)
3517                 goto unlock;
3518
3519         /* Check if a threshold crossed before removing */
3520         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3521
3522         /* Calculate new number of threshold */
3523         size = entries = 0;
3524         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3525                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3526                         size++;
3527                 else
3528                         entries++;
3529         }
3530
3531         new = thresholds->spare;
3532
3533         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
3534         if (!entries)
3535                 goto unlock;
3536
3537         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3538         if (!size) {
3539                 kfree(new);
3540                 new = NULL;
3541                 goto swap_buffers;
3542         }
3543
3544         new->size = size;
3545
3546         /* Copy thresholds and find current threshold */
3547         new->current_threshold = -1;
3548         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3549                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3550                         continue;
3551
3552                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3553                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3554                         /*
3555                          * new->current_threshold will not be used
3556                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3557                          * it here.
3558                          */
3559                         ++new->current_threshold;
3560                 }
3561                 j++;
3562         }
3563
3564 swap_buffers:
3565         /* Swap primary and spare array */
3566         thresholds->spare = thresholds->primary;
3567
3568         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3569
3570         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3571         synchronize_rcu();
3572
3573         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3574         if (!new) {
3575                 kfree(thresholds->spare);
3576                 thresholds->spare = NULL;
3577         }
3578 unlock:
3579         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3580 }
3581
3582 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3583         struct eventfd_ctx *eventfd)
3584 {
3585         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3586 }
3587
3588 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3589         struct eventfd_ctx *eventfd)
3590 {
3591         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3592 }
3593
3594 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3595         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3596 {
3597         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3598
3599         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3600         if (!event)
3601                 return -ENOMEM;
3602
3603         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3604
3605         event->eventfd = eventfd;
3606         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
3607
3608         /* already in OOM ? */
3609         if (memcg->under_oom)
3610                 eventfd_signal(eventfd, 1);
3611         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3612
3613         return 0;
3614 }
3615
3616 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3617         struct eventfd_ctx *eventfd)
3618 {
3619         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
3620
3621         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3622
3623         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
3624                 if (ev->eventfd == eventfd) {
3625                         list_del(&ev->list);
3626                         kfree(ev);
3627                 }
3628         }
3629
3630         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3631 }
3632
3633 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
3634 {
3635         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(sf));
3636
3637         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
3638         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3643         struct cftype *cft, u64 val)
3644 {
3645         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3646
3647         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
3648         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
3649                 return -EINVAL;
3650
3651         memcg->oom_kill_disable = val;
3652         if (!val)
3653                 memcg_oom_recover(memcg);
3654
3655         return 0;
3656 }
3657
3658 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
3659
3660 struct list_head *mem_cgroup_cgwb_list(struct mem_cgroup *memcg)
3661 {
3662         return &memcg->cgwb_list;
3663 }
3664
3665 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3666 {
3667         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
3668 }
3669
3670 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3671 {
3672         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
3673 }
3674
3675 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3676 {
3677         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
3678 }
3679
3680 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
3681 {
3682         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3683
3684         if (!memcg->css.parent)
3685                 return NULL;
3686
3687         return &memcg->cgwb_domain;
3688 }
3689
3690 /**
3691  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
3692  * @wb: bdi_writeback in question
3693  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
3694  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
3695  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
3696  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
3697  *
3698  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
3699  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
3700  * is a bit more involved.
3701  *
3702  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
3703  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
3704  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
3705  * available memory in the system.  The caller should further cap
3706  * *@pheadroom accordingly.
3707  */
3708 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
3709                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
3710                          unsigned long *pwriteback)
3711 {
3712         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
3713         struct mem_cgroup *parent;
3714
3715         *pdirty = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_DIRTY);
3716
3717         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
3718         *pwriteback = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK);
3719         *pfilepages = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, (1 << LRU_INACTIVE_FILE) |
3720                                                      (1 << LRU_ACTIVE_FILE));
3721         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
3722
3723         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
3724                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.limit, memcg->high);
3725                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
3726
3727                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
3728                 memcg = parent;
3729         }
3730 }
3731
3732 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3733
3734 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
3735 {
3736         return 0;
3737 }
3738
3739 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
3740 {
3741 }
3742
3743 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
3744 {
3745 }
3746
3747 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
3748
3749 /*
3750  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3751  *
3752  * "cgroup.event_control" implementation.
3753  *
3754  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
3755  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
3756  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
3757  *
3758  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
3759  * possible.
3760  */
3761
3762 /*
3763  * Unregister event and free resources.
3764  *
3765  * Gets called from workqueue.
3766  */
3767 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
3768 {
3769         struct mem_cgroup_event *event =
3770                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
3771         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3772
3773         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
3774
3775         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
3776
3777         /* Notify userspace the event is going away. */
3778         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
3779
3780         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3781         kfree(event);
3782         css_put(&memcg->css);
3783 }
3784
3785 /*
3786  * Gets called on POLLHUP on eventfd when user closes it.
3787  *
3788  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
3789  */
3790 static int memcg_event_wake(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
3791                             int sync, void *key)
3792 {
3793         struct mem_cgroup_event *event =
3794                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
3795         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
3796         unsigned long flags = (unsigned long)key;
3797
3798         if (flags & POLLHUP) {
3799                 /*
3800                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
3801                  * can simply return knowing the other side will cleanup
3802                  * for us.
3803                  *
3804                  * We can't race against event freeing since the other
3805                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
3806                  * which we hold.
3807                  */
3808                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3809                 if (!list_empty(&event->list)) {
3810                         list_del_init(&event->list);
3811                         /*
3812                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
3813                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
3814                          */
3815                         schedule_work(&event->remove);
3816                 }
3817                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3818         }
3819
3820         return 0;
3821 }
3822
3823 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
3824                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
3825 {
3826         struct mem_cgroup_event *event =
3827                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
3828
3829         event->wqh = wqh;
3830         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
3831 }
3832
3833 /*
3834  * DO NOT USE IN NEW FILES.
3835  *
3836  * Parse input and register new cgroup event handler.
3837  *
3838  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
3839  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
3840  */
3841 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
3842                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3843 {
3844         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
3845         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3846         struct mem_cgroup_event *event;
3847         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
3848         unsigned int efd, cfd;
3849         struct fd efile;
3850         struct fd cfile;
3851         const char *name;
3852         char *endp;
3853         int ret;
3854
3855         buf = strstrip(buf);
3856
3857         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3858         if (*endp != ' ')
3859                 return -EINVAL;
3860         buf = endp + 1;
3861
3862         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
3863         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
3864                 return -EINVAL;
3865         buf = endp + 1;
3866
3867         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3868         if (!event)
3869                 return -ENOMEM;
3870
3871         event->memcg = memcg;
3872         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
3873         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
3874         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
3875         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
3876
3877         efile = fdget(efd);
3878         if (!efile.file) {
3879                 ret = -EBADF;
3880                 goto out_kfree;
3881         }
3882
3883         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
3884         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
3885                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
3886                 goto out_put_efile;
3887         }
3888
3889         cfile = fdget(cfd);
3890         if (!cfile.file) {
3891                 ret = -EBADF;
3892                 goto out_put_eventfd;
3893         }
3894
3895         /* the process need read permission on control file */
3896         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
3897         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
3898         if (ret < 0)
3899                 goto out_put_cfile;
3900
3901         /*
3902          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
3903          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
3904          * about these events.  The following is crude but the whole thing
3905          * is for compatibility anyway.
3906          *
3907          * DO NOT ADD NEW FILES.
3908          */
3909         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
3910
3911         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
3912                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
3913                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
3914         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
3915                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
3916                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
3917         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
3918                 event->register_event = vmpressure_register_event;
3919                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
3920         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
3921                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
3922                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
3923         } else {
3924                 ret = -EINVAL;
3925                 goto out_put_cfile;
3926         }
3927
3928         /*
3929          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
3930          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
3931          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
3932          */
3933         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
3934                                                &memory_cgrp_subsys);
3935         ret = -EINVAL;
3936         if (IS_ERR(cfile_css))
3937                 goto out_put_cfile;
3938         if (cfile_css != css) {
3939                 css_put(cfile_css);
3940                 goto out_put_cfile;
3941         }
3942
3943         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
3944         if (ret)
3945                 goto out_put_css;
3946
3947         efile.file->f_op->poll(efile.file, &event->pt);
3948
3949         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
3950         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
3951         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
3952
3953         fdput(cfile);
3954         fdput(efile);
3955
3956         return nbytes;
3957
3958 out_put_css:
3959         css_put(css);
3960 out_put_cfile:
3961         fdput(cfile);
3962 out_put_eventfd:
3963         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
3964 out_put_efile:
3965         fdput(efile);
3966 out_kfree:
3967         kfree(event);
3968
3969         return ret;
3970 }
3971
3972 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
3973         {
3974                 .name = "usage_in_bytes",
3975                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
3976                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3977         },
3978         {
3979                 .name = "max_usage_in_bytes",
3980                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
3981                 .write = mem_cgroup_reset,
3982                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3983         },
3984         {
3985                 .name = "limit_in_bytes",
3986                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
3987                 .write = mem_cgroup_write,
3988                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3989         },
3990         {
3991                 .name = "soft_limit_in_bytes",
3992                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
3993                 .write = mem_cgroup_write,
3994                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
3995         },
3996         {
3997                 .name = "failcnt",
3998                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
3999                 .write = mem_cgroup_reset,
4000                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4001         },
4002         {
4003                 .name = "stat",
4004                 .seq_show = memcg_stat_show,
4005         },
4006         {
4007                 .name = "force_empty",
4008                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4009         },
4010         {
4011                 .name = "use_hierarchy",
4012                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4013                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4014         },
4015         {
4016                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4017                 .write = memcg_write_event_control,
4018                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4019         },
4020         {
4021                 .name = "swappiness",
4022                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4023                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4024         },
4025         {
4026                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4027                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4028                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4029         },
4030         {
4031                 .name = "oom_control",
4032                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4033                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4035         },
4036         {
4037                 .name = "pressure_level",
4038         },
4039 #ifdef CONFIG_NUMA
4040         {
4041                 .name = "numa_stat",
4042                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4043         },
4044 #endif
4045         {
4046                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4047                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4048                 .write = mem_cgroup_write,
4049                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4050         },
4051         {
4052                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4053                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4054                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4055         },
4056         {
4057                 .name = "kmem.failcnt",
4058                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4059                 .write = mem_cgroup_reset,
4060                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4061         },
4062         {
4063                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4064                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4065                 .write = mem_cgroup_reset,
4066                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4067         },
4068 #ifdef CONFIG_SLABINFO
4069         {
4070                 .name = "kmem.slabinfo",
4071                 .seq_start = slab_start,
4072                 .seq_next = slab_next,
4073                 .seq_stop = slab_stop,
4074                 .seq_show = memcg_slab_show,
4075         },
4076 #endif
4077         {
4078                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4079                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4080                 .write = mem_cgroup_write,
4081                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4082         },
4083         {
4084                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4085                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4086                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4087         },
4088         {
4089                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4090                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4091                 .write = mem_cgroup_reset,
4092                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4093         },
4094         {
4095                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4096                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4097                 .write = mem_cgroup_reset,
4098                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4099         },
4100         { },    /* terminate */
4101 };
4102
4103 /*
4104  * Private memory cgroup IDR
4105  *
4106  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4107  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4108  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4109  * memory-controlled cgroups to 64k.
4110  *
4111  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4112  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4113  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4114  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4115  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4116  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4117  *
4118  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4119  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4120  * when the CSS is offlined.
4121  *
4122  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4123  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4124  * those references are manageable from userspace.
4125  */
4126
4127 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4128
4129 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4130 {
4131         if (memcg->id.id > 0) {
4132                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4133                 memcg->id.id = 0;
4134         }
4135 }
4136
4137 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4138 {
4139         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) <= 0);
4140         atomic_add(n, &memcg->id.ref);
4141 }
4142
4143 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4144 {
4145         VM_BUG_ON(atomic_read(&memcg->id.ref) < n);
4146         if (atomic_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4147                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4148
4149                 /* Memcg ID pins CSS */
4150                 css_put(&memcg->css);
4151         }
4152 }
4153
4154 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4155 {
4156         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4157 }
4158
4159 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4160 {
4161         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4162 }
4163
4164 /**
4165  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4166  * @id: the memcg id to look up
4167  *
4168  * Caller must hold rcu_read_lock().
4169  */
4170 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4171 {
4172         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4173         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4174 }
4175
4176 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4177 {
4178         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4179         int tmp = node;
4180         /*
4181          * This routine is called against possible nodes.
4182          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4183          *
4184          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4185          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4186          *       function.
4187          */
4188         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4189                 tmp = -1;
4190         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4191         if (!pn)
4192                 return 1;
4193
4194         lruvec_init(&pn->lruvec);
4195         pn->usage_in_excess = 0;
4196         pn->on_tree = false;
4197         pn->memcg = memcg;
4198
4199         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4200         return 0;
4201 }
4202
4203 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4204 {
4205         kfree(memcg->nodeinfo[node]);
4206 }
4207
4208 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4209 {
4210         int node;
4211
4212         for_each_node(node)
4213                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4214         free_percpu(memcg->stat);
4215         kfree(memcg);
4216 }
4217
4218 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4219 {
4220         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4221         __mem_cgroup_free(memcg);
4222 }
4223
4224 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4225 {
4226         struct mem_cgroup *memcg;
4227         size_t size;
4228         int node;
4229
4230         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4231         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4232
4233         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4234         if (!memcg)
4235                 return NULL;
4236
4237         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4238                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4239                                  GFP_KERNEL);
4240         if (memcg->id.id < 0)
4241                 goto fail;
4242
4243         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4244         if (!memcg->stat)
4245                 goto fail;
4246
4247         for_each_node(node)
4248                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4249                         goto fail;
4250
4251         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4252                 goto fail;
4253
4254         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4255         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4256         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4257         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4258         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4259         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4260         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4261         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4262         memcg->socket_pressure = jiffies;
4263 #ifndef CONFIG_SLOB
4264         memcg->kmemcg_id = -1;
4265 #endif
4266 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4267         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4268 #endif
4269         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4270         return memcg;
4271 fail:
4272         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4273         __mem_cgroup_free(memcg);
4274         return NULL;
4275 }
4276
4277 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4278 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4279 {
4280         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4281         struct mem_cgroup *memcg;
4282         long error = -ENOMEM;
4283
4284         memcg = mem_cgroup_alloc();
4285         if (!memcg)
4286                 return ERR_PTR(error);
4287
4288         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4289         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4290         if (parent) {
4291                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4292                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4293         }
4294         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4295                 memcg->use_hierarchy = true;
4296                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4297                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4298                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4299                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4300                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4301         } else {
4302                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4303                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4304                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4305                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4306                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4307                 /*
4308                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4309                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4310                  * unfortunate state in our controller.
4311                  */
4312                 if (parent != root_mem_cgroup)
4313                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4314         }
4315
4316         /* The following stuff does not apply to the root */
4317         if (!parent) {
4318                 root_mem_cgroup = memcg;
4319                 return &memcg->css;
4320         }
4321
4322         error = memcg_online_kmem(memcg);
4323         if (error)
4324                 goto fail;
4325
4326         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4327                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4328
4329         return &memcg->css;
4330 fail:
4331         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4332         mem_cgroup_free(memcg);
4333         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4334 }
4335
4336 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4337 {
4338         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4339
4340         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4341         atomic_set(&memcg->id.ref, 1);
4342         css_get(css);
4343         return 0;
4344 }
4345
4346 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4347 {
4348         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4349         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4350
4351         /*
4352          * Unregister events and notify userspace.
4353          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4354          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4355          */
4356         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4357         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4358                 list_del_init(&event->list);
4359                 schedule_work(&event->remove);
4360         }
4361         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4362
4363         memcg_offline_kmem(memcg);
4364         wb_memcg_offline(memcg);
4365
4366         mem_cgroup_id_put(memcg);
4367 }
4368
4369 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4370 {
4371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4372
4373         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4374 }
4375
4376 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4377 {
4378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4379
4380         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4381                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4382
4383         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4384                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4385
4386         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4387         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4388         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4389         memcg_free_kmem(memcg);
4390         mem_cgroup_free(memcg);
4391 }
4392
4393 /**
4394  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4395  * @css: the target css
4396  *
4397  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4398  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4399  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4400  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4401  * made visible again.
4402  *
4403  * The current implementation only resets the essential configurations.
4404  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4405  */
4406 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4407 {
4408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4409
4410         page_counter_limit(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4411         page_counter_limit(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4412         page_counter_limit(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4413         page_counter_limit(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4414         page_counter_limit(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4415         memcg->low = 0;
4416         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4417         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4418         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4419 }
4420
4421 #ifdef CONFIG_MMU
4422 /* Handlers for move charge at task migration. */
4423 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4424 {
4425         int ret;
4426
4427         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4428         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4429         if (!ret) {
4430                 mc.precharge += count;
4431                 return ret;
4432         }
4433
4434         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4435         while (count--) {
4436                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4437                 if (ret)
4438                         return ret;
4439                 mc.precharge++;
4440                 cond_resched();
4441         }
4442         return 0;
4443 }
4444
4445 union mc_target {
4446         struct page     *page;
4447         swp_entry_t     ent;
4448 };
4449
4450 enum mc_target_type {
4451         MC_TARGET_NONE = 0,
4452         MC_TARGET_PAGE,
4453         MC_TARGET_SWAP,
4454 };
4455
4456 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4457                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4458 {
4459         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
4460
4461         if (!page || !page_mapped(page))
4462                 return NULL;
4463         if (PageAnon(page)) {
4464                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4465                         return NULL;
4466         } else {
4467                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4468                         return NULL;
4469         }
4470         if (!get_page_unless_zero(page))
4471                 return NULL;
4472
4473         return page;
4474 }
4475
4476 #ifdef CONFIG_SWAP
4477 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4478                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4479 {
4480         struct page *page = NULL;
4481         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4482
4483         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4484                 return NULL;
4485         /*
4486          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4487          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4488          */
4489         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4490         if (do_memsw_account())
4491                 entry->val = ent.val;
4492
4493         return page;
4494 }
4495 #else
4496 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4497                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4498 {
4499         return NULL;
4500 }
4501 #endif
4502
4503 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4504                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4505 {
4506         struct page *page = NULL;
4507         struct address_space *mapping;
4508         pgoff_t pgoff;
4509
4510         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4511                 return NULL;
4512         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4513                 return NULL;
4514
4515         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4516         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4517
4518         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4519 #ifdef CONFIG_SWAP
4520         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4521         if (shmem_mapping(mapping)) {
4522                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4523                 if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
4524                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4525                         if (do_memsw_account())
4526                                 *entry = swp;
4527                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4528                                              swp_offset(swp));
4529                 }
4530         } else
4531                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4532 #else
4533         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4534 #endif
4535         return page;
4536 }
4537
4538 /**
4539  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
4540  * @page: the page
4541  * @compound: charge the page as compound or small page
4542  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
4543  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
4544  *
4545  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
4546  *
4547  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
4548  * from old cgroup.
4549  */
4550 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
4551                                    bool compound,
4552                                    struct mem_cgroup *from,
4553                                    struct mem_cgroup *to)
4554 {
4555         unsigned long flags;
4556         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
4557         int ret;
4558         bool anon;
4559
4560         VM_BUG_ON(from == to);
4561         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
4562         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
4563
4564         /*
4565          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
4566          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
4567          */
4568         ret = -EBUSY;
4569         if (!trylock_page(page))
4570                 goto out;
4571
4572         ret = -EINVAL;
4573         if (page->mem_cgroup != from)
4574                 goto out_unlock;
4575
4576         anon = PageAnon(page);
4577
4578         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
4579
4580         if (!anon && page_mapped(page)) {
4581                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4582                                nr_pages);
4583                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED],
4584                                nr_pages);
4585         }
4586
4587         /*
4588          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
4589          * mem_cgroup_update_page_stat() will serialize updates to PageDirty.
4590          * So mapping should be stable for dirty pages.
4591          */
4592         if (!anon && PageDirty(page)) {
4593                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
4594
4595                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
4596                         __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4597                                        nr_pages);
4598                         __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY],
4599                                        nr_pages);
4600                 }
4601         }
4602
4603         if (PageWriteback(page)) {
4604                 __this_cpu_sub(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4605                                nr_pages);
4606                 __this_cpu_add(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK],
4607                                nr_pages);
4608         }
4609
4610         /*
4611          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
4612          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
4613          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
4614          */
4615
4616         /* caller should have done css_get */
4617         page->mem_cgroup = to;
4618         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
4619
4620         ret = 0;
4621
4622         local_irq_disable();
4623         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
4624         memcg_check_events(to, page);
4625         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
4626         memcg_check_events(from, page);
4627         local_irq_enable();
4628 out_unlock:
4629         unlock_page(page);
4630 out:
4631         return ret;
4632 }
4633
4634 /**
4635  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
4636  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
4637  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
4638  * @ptent: the pte to be checked
4639  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
4640  *
4641  * Returns
4642  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
4643  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
4644  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
4645  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
4646  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
4647  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
4648  *     in target->ent.
4649  *
4650  * Called with pte lock held.
4651  */
4652
4653 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
4654                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
4655 {
4656         struct page *page = NULL;
4657         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4658         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
4659
4660         if (pte_present(ptent))
4661                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
4662         else if (is_swap_pte(ptent))
4663                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
4664         else if (pte_none(ptent))
4665                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
4666
4667         if (!page && !ent.val)
4668                 return ret;
4669         if (page) {
4670                 /*
4671                  * Do only loose check w/o serialization.
4672                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
4673                  * not under LRU exclusion.
4674                  */
4675                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4676                         ret = MC_TARGET_PAGE;
4677                         if (target)
4678                                 target->page = page;
4679                 }
4680                 if (!ret || !target)
4681                         put_page(page);
4682         }
4683         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
4684         if (ent.val && !ret &&
4685             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
4686                 ret = MC_TARGET_SWAP;
4687                 if (target)
4688                         target->ent = ent;
4689         }
4690         return ret;
4691 }
4692
4693 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4694 /*
4695  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
4696  * support them for now.
4697  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
4698  */
4699 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4700                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4701 {
4702         struct page *page = NULL;
4703         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
4704
4705         page = pmd_page(pmd);
4706         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
4707         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4708                 return ret;
4709         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
4710                 ret = MC_TARGET_PAGE;
4711                 if (target) {
4712                         get_page(page);
4713                         target->page = page;
4714                 }
4715         }
4716         return ret;
4717 }
4718 #else
4719 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
4720                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
4721 {
4722         return MC_TARGET_NONE;
4723 }
4724 #endif
4725
4726 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
4727                                         unsigned long addr, unsigned long end,
4728                                         struct mm_walk *walk)
4729 {
4730         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4731         pte_t *pte;
4732         spinlock_t *ptl;
4733
4734         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4735         if (ptl) {
4736                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
4737                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
4738                 spin_unlock(ptl);
4739                 return 0;
4740         }
4741
4742         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4743                 return 0;
4744         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4745         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
4746                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
4747                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
4748         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
4749         cond_resched();
4750
4751         return 0;
4752 }
4753
4754 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
4755 {
4756         unsigned long precharge;
4757
4758         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
4759                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
4760                 .mm = mm,
4761         };
4762         down_read(&mm->mmap_sem);
4763         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
4764                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
4765         up_read(&mm->mmap_sem);
4766
4767         precharge = mc.precharge;
4768         mc.precharge = 0;
4769
4770         return precharge;
4771 }
4772
4773 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
4774 {
4775         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
4776
4777         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
4778         mc.moving_task = current;
4779         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
4780 }
4781
4782 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
4783 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
4784 {
4785         struct mem_cgroup *from = mc.from;
4786         struct mem_cgroup *to = mc.to;
4787
4788         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
4789         if (mc.precharge) {
4790                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
4791                 mc.precharge = 0;
4792         }
4793         /*
4794          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
4795          * we must uncharge here.
4796          */
4797         if (mc.moved_charge) {
4798                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
4799                 mc.moved_charge = 0;
4800         }
4801         /* we must fixup refcnts and charges */
4802         if (mc.moved_swap) {
4803                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
4804                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
4805                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
4806
4807                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
4808
4809                 /*
4810                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
4811                  * should uncharge to->memory.
4812                  */
4813                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
4814                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
4815
4816                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
4817
4818                 mc.moved_swap = 0;
4819         }
4820         memcg_oom_recover(from);
4821         memcg_oom_recover(to);
4822         wake_up_all(&mc.waitq);
4823 }
4824
4825 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
4826 {
4827         struct mm_struct *mm = mc.mm;
4828
4829         /*
4830          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
4831          * task migration.
4832          */
4833         mc.moving_task = NULL;
4834         __mem_cgroup_clear_mc();
4835         spin_lock(&mc.lock);
4836         mc.from = NULL;
4837         mc.to = NULL;
4838         mc.mm = NULL;
4839         spin_unlock(&mc.lock);
4840
4841         mmput(mm);
4842 }
4843
4844 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4845 {
4846         struct cgroup_subsys_state *css;
4847         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
4848         struct mem_cgroup *from;
4849         struct task_struct *leader, *p;
4850         struct mm_struct *mm;
4851         unsigned long move_flags;
4852         int ret = 0;
4853
4854         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
4855         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
4856                 return 0;
4857
4858         /*
4859          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
4860          * where charge immigration is not used.  Perform charge
4861          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
4862          * multiple.
4863          */
4864         p = NULL;
4865         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
4866                 WARN_ON_ONCE(p);
4867                 p = leader;
4868                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4869         }
4870         if (!p)
4871                 return 0;
4872
4873         /*
4874          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
4875          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
4876          * So we need to save it, and keep it going.
4877          */
4878         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
4879         if (!move_flags)
4880                 return 0;
4881
4882         from = mem_cgroup_from_task(p);
4883
4884         VM_BUG_ON(from == memcg);
4885
4886         mm = get_task_mm(p);
4887         if (!mm)
4888                 return 0;
4889         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
4890         if (mm->owner == p) {
4891                 VM_BUG_ON(mc.from);
4892                 VM_BUG_ON(mc.to);
4893                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
4894                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
4895                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
4896
4897                 spin_lock(&mc.lock);
4898                 mc.mm = mm;
4899                 mc.from = from;
4900                 mc.to = memcg;
4901                 mc.flags = move_flags;
4902                 spin_unlock(&mc.lock);
4903                 /* We set mc.moving_task later */
4904
4905                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
4906                 if (ret)
4907                         mem_cgroup_clear_mc();
4908         } else {
4909                 mmput(mm);
4910         }
4911         return ret;
4912 }
4913
4914 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
4915 {
4916         if (mc.to)
4917                 mem_cgroup_clear_mc();
4918 }
4919
4920 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
4921                                 unsigned long addr, unsigned long end,
4922                                 struct mm_walk *walk)
4923 {
4924         int ret = 0;
4925         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
4926         pte_t *pte;
4927         spinlock_t *ptl;
4928         enum mc_target_type target_type;
4929         union mc_target target;
4930         struct page *page;
4931
4932         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
4933         if (ptl) {
4934                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
4935                         spin_unlock(ptl);
4936                         return 0;
4937                 }
4938                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
4939                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
4940                         page = target.page;
4941                         if (!isolate_lru_page(page)) {
4942                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
4943                                                              mc.from, mc.to)) {
4944                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
4945                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
4946                                 }
4947                                 putback_lru_page(page);
4948                         }
4949                         put_page(page);
4950                 }
4951                 spin_unlock(ptl);
4952                 return 0;
4953         }
4954
4955         if (pmd_trans_unstable(pmd))
4956                 return 0;
4957 retry:
4958         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
4959         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
4960                 pte_t ptent = *(pte++);
4961                 swp_entry_t ent;
4962
4963                 if (!mc.precharge)
4964                         break;
4965
4966                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
4967                 case MC_TARGET_PAGE:
4968                         page = target.page;
4969                         /*
4970                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
4971                          * can be done but it would be too convoluted so simply
4972                          * ignore such a partial THP and keep it in original
4973                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
4974                          */
4975                         if (PageTransCompound(page))
4976                                 goto put;
4977                         if (isolate_lru_page(page))
4978                                 goto put;
4979                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
4980                                                 mc.from, mc.to)) {
4981                                 mc.precharge--;
4982                                 /* we uncharge from mc.from later. */
4983                                 mc.moved_charge++;
4984                         }
4985                         putback_lru_page(page);
4986 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
4987                         put_page(page);
4988                         break;
4989                 case MC_TARGET_SWAP:
4990                         ent = target.ent;
4991                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
4992                                 mc.precharge--;
4993                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
4994                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
4995                                 mc.moved_swap++;
4996                         }
4997                         break;
4998                 default:
4999                         break;
5000                 }
5001         }
5002         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5003         cond_resched();
5004
5005         if (addr != end) {
5006                 /*
5007                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5008                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5009                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5010                  * phase.
5011                  */
5012                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5013                 if (!ret)
5014                         goto retry;
5015         }
5016
5017         return ret;
5018 }
5019
5020 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5021 {
5022         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5023                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5024                 .mm = mc.mm,
5025         };
5026
5027         lru_add_drain_all();
5028         /*
5029          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5030          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5031          * for already started RCU-only updates to finish.
5032          */
5033         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5034         synchronize_rcu();
5035 retry:
5036         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5037                 /*
5038                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5039                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5040                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5041                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5042                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5043                  */
5044                 __mem_cgroup_clear_mc();
5045                 cond_resched();
5046                 goto retry;
5047         }
5048         /*
5049          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5050          * additional charge, the page walk just aborts.
5051          */
5052         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5053
5054         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5055         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5056 }
5057
5058 static void mem_cgroup_move_task(void)
5059 {
5060         if (mc.to) {
5061                 mem_cgroup_move_charge();
5062                 mem_cgroup_clear_mc();
5063         }
5064 }
5065 #else   /* !CONFIG_MMU */
5066 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5067 {
5068         return 0;
5069 }
5070 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5071 {
5072 }
5073 static void mem_cgroup_move_task(void)
5074 {
5075 }
5076 #endif
5077
5078 /*
5079  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5080  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5081  * attempt.
5082  */
5083 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5084 {
5085         /*
5086          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5087          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5088          * on for the root memcg is enough.
5089          */
5090         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5091                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5092         else
5093                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5094 }
5095
5096 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5097                                struct cftype *cft)
5098 {
5099         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5100
5101         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5102 }
5103
5104 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5105 {
5106         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5107         unsigned long low = READ_ONCE(memcg->low);
5108
5109         if (low == PAGE_COUNTER_MAX)
5110                 seq_puts(m, "max\n");
5111         else
5112                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)low * PAGE_SIZE);
5113
5114         return 0;
5115 }
5116
5117 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5118                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5119 {
5120         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5121         unsigned long low;
5122         int err;
5123
5124         buf = strstrip(buf);
5125         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5126         if (err)
5127                 return err;
5128
5129         memcg->low = low;
5130
5131         return nbytes;
5132 }
5133
5134 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5135 {
5136         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5137         unsigned long high = READ_ONCE(memcg->high);
5138
5139         if (high == PAGE_COUNTER_MAX)
5140                 seq_puts(m, "max\n");
5141         else
5142                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)high * PAGE_SIZE);
5143
5144         return 0;
5145 }
5146
5147 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5148                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5149 {
5150         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5151         unsigned long nr_pages;
5152         unsigned long high;
5153         int err;
5154
5155         buf = strstrip(buf);
5156         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5157         if (err)
5158                 return err;
5159
5160         memcg->high = high;
5161
5162         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5163         if (nr_pages > high)
5164                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5165                                              GFP_KERNEL, true);
5166
5167         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5168         return nbytes;
5169 }
5170
5171 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5172 {
5173         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5174         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.limit);
5175
5176         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
5177                 seq_puts(m, "max\n");
5178         else
5179                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
5180
5181         return 0;
5182 }
5183
5184 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5185                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5186 {
5187         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5188         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5189         bool drained = false;
5190         unsigned long max;
5191         int err;
5192
5193         buf = strstrip(buf);
5194         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5195         if (err)
5196                 return err;
5197
5198         xchg(&memcg->memory.limit, max);
5199
5200         for (;;) {
5201                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5202
5203                 if (nr_pages <= max)
5204                         break;
5205
5206                 if (signal_pending(current)) {
5207                         err = -EINTR;
5208                         break;
5209                 }
5210
5211                 if (!drained) {
5212                         drain_all_stock(memcg);
5213                         drained = true;
5214                         continue;
5215                 }
5216
5217                 if (nr_reclaims) {
5218                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5219                                                           GFP_KERNEL, true))
5220                                 nr_reclaims--;
5221                         continue;
5222                 }
5223
5224                 mem_cgroup_events(memcg, MEMCG_OOM, 1);
5225                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5226                         break;
5227         }
5228
5229         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5230         return nbytes;
5231 }
5232
5233 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5234 {
5235         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5236
5237         seq_printf(m, "low %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_LOW));
5238         seq_printf(m, "high %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_HIGH));
5239         seq_printf(m, "max %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_MAX));
5240         seq_printf(m, "oom %lu\n", mem_cgroup_read_events(memcg, MEMCG_OOM));
5241
5242         return 0;
5243 }
5244
5245 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5246 {
5247         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
5248         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT];
5249         unsigned long events[MEMCG_NR_EVENTS];
5250         int i;
5251
5252         /*
5253          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
5254          * well as cumulative event counters that show past behavior.
5255          *
5256          * This list is ordered following a combination of these gradients:
5257          * 1) generic big picture -> specifics and details
5258          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
5259          *
5260          * Current memory state:
5261          */
5262
5263         tree_stat(memcg, stat);
5264         tree_events(memcg, events);
5265
5266         seq_printf(m, "anon %llu\n",
5267                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_RSS] * PAGE_SIZE);
5268         seq_printf(m, "file %llu\n",
5269                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_CACHE] * PAGE_SIZE);
5270         seq_printf(m, "kernel_stack %llu\n",
5271                    (u64)stat[MEMCG_KERNEL_STACK_KB] * 1024);
5272         seq_printf(m, "slab %llu\n",
5273                    (u64)(stat[MEMCG_SLAB_RECLAIMABLE] +
5274                          stat[MEMCG_SLAB_UNRECLAIMABLE]) * PAGE_SIZE);
5275         seq_printf(m, "sock %llu\n",
5276                    (u64)stat[MEMCG_SOCK] * PAGE_SIZE);
5277
5278         seq_printf(m, "file_mapped %llu\n",
5279                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED] * PAGE_SIZE);
5280         seq_printf(m, "file_dirty %llu\n",
5281                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_DIRTY] * PAGE_SIZE);
5282         seq_printf(m, "file_writeback %llu\n",
5283                    (u64)stat[MEM_CGROUP_STAT_WRITEBACK] * PAGE_SIZE);
5284
5285         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++) {
5286                 struct mem_cgroup *mi;
5287                 unsigned long val = 0;
5288
5289                 for_each_mem_cgroup_tree(mi, memcg)
5290                         val += mem_cgroup_nr_lru_pages(mi, BIT(i));
5291                 seq_printf(m, "%s %llu\n",
5292                            mem_cgroup_lru_names[i], (u64)val * PAGE_SIZE);
5293         }
5294
5295         seq_printf(m, "slab_reclaimable %llu\n",
5296                    (u64)stat[MEMCG_SLAB_RECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5297         seq_printf(m, "slab_unreclaimable %llu\n",
5298                    (u64)stat[MEMCG_SLAB_UNRECLAIMABLE] * PAGE_SIZE);
5299
5300         /* Accumulated memory events */
5301
5302         seq_printf(m, "pgfault %lu\n",
5303                    events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
5304         seq_printf(m, "pgmajfault %lu\n",
5305                    events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
5306
5307         return 0;
5308 }
5309
5310 static struct cftype memory_files[] = {
5311         {
5312                 .name = "current",
5313                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5314                 .read_u64 = memory_current_read,
5315         },
5316         {
5317                 .name = "low",
5318                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5319                 .seq_show = memory_low_show,
5320                 .write = memory_low_write,
5321         },
5322         {
5323                 .name = "high",
5324                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5325                 .seq_show = memory_high_show,
5326                 .write = memory_high_write,
5327         },
5328         {
5329                 .name = "max",
5330                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5331                 .seq_show = memory_max_show,
5332                 .write = memory_max_write,
5333         },
5334         {
5335                 .name = "events",
5336                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5337                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5338                 .seq_show = memory_events_show,
5339         },
5340         {
5341                 .name = "stat",
5342                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5343                 .seq_show = memory_stat_show,
5344         },
5345         { }     /* terminate */
5346 };
5347
5348 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5349         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5350         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5351         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5352         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5353         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5354         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5355         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5356         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5357         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5358         .bind = mem_cgroup_bind,
5359         .dfl_cftypes = memory_files,
5360         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5361         .early_init = 0,
5362 };
5363
5364 /**
5365  * mem_cgroup_low - check if memory consumption is below the normal range
5366  * @root: the highest ancestor to consider
5367  * @memcg: the memory cgroup to check
5368  *
5369  * Returns %true if memory consumption of @memcg, and that of all
5370  * configurable ancestors up to @root, is below the normal range.
5371  */
5372 bool mem_cgroup_low(struct mem_cgroup *root, struct mem_cgroup *memcg)
5373 {
5374         if (mem_cgroup_disabled())
5375                 return false;
5376
5377         /*
5378          * The toplevel group doesn't have a configurable range, so
5379          * it's never low when looked at directly, and it is not
5380          * considered an ancestor when assessing the hierarchy.
5381          */
5382
5383         if (memcg == root_mem_cgroup)
5384                 return false;
5385
5386         if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5387                 return false;
5388
5389         while (memcg != root) {
5390                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5391
5392                 if (memcg == root_mem_cgroup)
5393                         break;
5394
5395                 if (page_counter_read(&memcg->memory) >= memcg->low)
5396                         return false;
5397         }
5398         return true;
5399 }
5400
5401 /**
5402  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
5403  * @page: page to charge
5404  * @mm: mm context of the victim
5405  * @gfp_mask: reclaim mode
5406  * @memcgp: charged memcg return
5407  * @compound: charge the page as compound or small page
5408  *
5409  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
5410  * pages according to @gfp_mask if necessary.
5411  *
5412  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
5413  * Otherwise, an error code is returned.
5414  *
5415  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
5416  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
5417  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
5418  */
5419 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
5420                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
5421                           bool compound)
5422 {
5423         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5424         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5425         int ret = 0;
5426
5427         if (mem_cgroup_disabled())
5428                 goto out;
5429
5430         if (PageSwapCache(page)) {
5431                 /*
5432                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
5433                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
5434                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
5435                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
5436                  * in turn serializes uncharging.
5437                  */
5438                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
5439                 if (page->mem_cgroup)
5440                         goto out;
5441
5442                 if (do_swap_account) {
5443                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
5444                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
5445
5446                         rcu_read_lock();
5447                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
5448                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
5449                                 memcg = NULL;
5450                         rcu_read_unlock();
5451                 }
5452         }
5453
5454         if (!memcg)
5455                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
5456
5457         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
5458
5459         css_put(&memcg->css);
5460 out:
5461         *memcgp = memcg;
5462         return ret;
5463 }
5464
5465 /**
5466  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
5467  * @page: page to charge
5468  * @memcg: memcg to charge the page to
5469  * @lrucare: page might be on LRU already
5470  * @compound: charge the page as compound or small page
5471  *
5472  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
5473  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
5474  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
5475  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
5476  *
5477  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
5478  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
5479  *
5480  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
5481  */
5482 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5483                               bool lrucare, bool compound)
5484 {
5485         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5486
5487         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
5488         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
5489
5490         if (mem_cgroup_disabled())
5491                 return;
5492         /*
5493          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5494          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5495          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5496          */
5497         if (!memcg)
5498                 return;
5499
5500         commit_charge(page, memcg, lrucare);
5501
5502         local_irq_disable();
5503         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
5504         memcg_check_events(memcg, page);
5505         local_irq_enable();
5506
5507         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
5508                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
5509                 /*
5510                  * The swap entry might not get freed for a long time,
5511                  * let's not wait for it.  The page already received a
5512                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
5513                  */
5514                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry);
5515         }
5516 }
5517
5518 /**
5519  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
5520  * @page: page to charge
5521  * @memcg: memcg to charge the page to
5522  * @compound: charge the page as compound or small page
5523  *
5524  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
5525  */
5526 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
5527                 bool compound)
5528 {
5529         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5530
5531         if (mem_cgroup_disabled())
5532                 return;
5533         /*
5534          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
5535          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
5536          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
5537          */
5538         if (!memcg)
5539                 return;
5540
5541         cancel_charge(memcg, nr_pages);
5542 }
5543
5544 static void uncharge_batch(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long pgpgout,
5545                            unsigned long nr_anon, unsigned long nr_file,
5546                            unsigned long nr_huge, unsigned long nr_kmem,
5547                            struct page *dummy_page)
5548 {
5549         unsigned long nr_pages = nr_anon + nr_file + nr_kmem;
5550         unsigned long flags;
5551
5552         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5553                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5554                 if (do_memsw_account())
5555                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
5556                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && nr_kmem)
5557                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_kmem);
5558                 memcg_oom_recover(memcg);
5559         }
5560
5561         local_irq_save(flags);
5562         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_anon);
5563         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_file);
5564         __this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS_HUGE], nr_huge);
5565         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT], pgpgout);
5566         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
5567         memcg_check_events(memcg, dummy_page);
5568         local_irq_restore(flags);
5569
5570         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5571                 css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5572 }
5573
5574 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
5575 {
5576         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
5577         unsigned long nr_anon = 0;
5578         unsigned long nr_file = 0;
5579         unsigned long nr_huge = 0;
5580         unsigned long nr_kmem = 0;
5581         unsigned long pgpgout = 0;
5582         struct list_head *next;
5583         struct page *page;
5584
5585         /*
5586          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
5587          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
5588          */
5589         next = page_list->next;
5590         do {
5591                 page = list_entry(next, struct page, lru);
5592                 next = page->lru.next;
5593
5594                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5595                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageHWPoison(page) && page_count(page), page);
5596
5597                 if (!page->mem_cgroup)
5598                         continue;
5599
5600                 /*
5601                  * Nobody should be changing or seriously looking at
5602                  * page->mem_cgroup at this point, we have fully
5603                  * exclusive access to the page.
5604                  */
5605
5606                 if (memcg != page->mem_cgroup) {
5607                         if (memcg) {
5608                                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5609                                                nr_huge, nr_kmem, page);
5610                                 pgpgout = nr_anon = nr_file =
5611                                         nr_huge = nr_kmem = 0;
5612                         }
5613                         memcg = page->mem_cgroup;
5614                 }
5615
5616                 if (!PageKmemcg(page)) {
5617                         unsigned int nr_pages = 1;
5618
5619                         if (PageTransHuge(page)) {
5620                                 nr_pages <<= compound_order(page);
5621                                 nr_huge += nr_pages;
5622                         }
5623                         if (PageAnon(page))
5624                                 nr_anon += nr_pages;
5625                         else
5626                                 nr_file += nr_pages;
5627                         pgpgout++;
5628                 } else {
5629                         nr_kmem += 1 << compound_order(page);
5630                         __ClearPageKmemcg(page);
5631                 }
5632
5633                 page->mem_cgroup = NULL;
5634         } while (next != page_list);
5635
5636         if (memcg)
5637                 uncharge_batch(memcg, pgpgout, nr_anon, nr_file,
5638                                nr_huge, nr_kmem, page);
5639 }
5640
5641 /**
5642  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
5643  * @page: page to uncharge
5644  *
5645  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
5646  * mem_cgroup_commit_charge().
5647  */
5648 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
5649 {
5650         if (mem_cgroup_disabled())
5651                 return;
5652
5653         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
5654         if (!page->mem_cgroup)
5655                 return;
5656
5657         INIT_LIST_HEAD(&page->lru);
5658         uncharge_list(&page->lru);
5659 }
5660
5661 /**
5662  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
5663  * @page_list: list of pages to uncharge
5664  *
5665  * Uncharge a list of pages previously charged with
5666  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
5667  */
5668 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
5669 {
5670         if (mem_cgroup_disabled())
5671                 return;
5672
5673         if (!list_empty(page_list))
5674                 uncharge_list(page_list);
5675 }
5676
5677 /**
5678  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
5679  * @oldpage: currently circulating page
5680  * @newpage: replacement page
5681  *
5682  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
5683  * be uncharged upon free.
5684  *
5685  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
5686  */
5687 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
5688 {
5689         struct mem_cgroup *memcg;
5690         unsigned int nr_pages;
5691         bool compound;
5692         unsigned long flags;
5693
5694         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
5695         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
5696         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
5697         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
5698                        newpage);
5699
5700         if (mem_cgroup_disabled())
5701                 return;
5702
5703         /* Page cache replacement: new page already charged? */
5704         if (newpage->mem_cgroup)
5705                 return;
5706
5707         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
5708         memcg = oldpage->mem_cgroup;
5709         if (!memcg)
5710                 return;
5711
5712         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
5713         compound = PageTransHuge(newpage);
5714         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
5715
5716         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
5717         if (do_memsw_account())
5718                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
5719         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
5720
5721         commit_charge(newpage, memcg, false);
5722
5723         local_irq_save(flags);
5724         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
5725         memcg_check_events(memcg, newpage);
5726         local_irq_restore(flags);
5727 }
5728
5729 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
5730 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
5731
5732 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
5733 {
5734         struct mem_cgroup *memcg;
5735
5736         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
5737                 return;
5738
5739         /*
5740          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
5741          * filled. It won't however, necessarily happen from
5742          * process context. So the test for root memcg given
5743          * the current task's memcg won't help us in this case.
5744          *
5745          * Respecting the original socket's memcg is a better
5746          * decision in this case.
5747          */
5748         if (sk->sk_memcg) {
5749                 BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_memcg));
5750                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
5751                 return;
5752         }
5753
5754         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
5755         if (in_interrupt())
5756                 return;
5757
5758         rcu_read_lock();
5759         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
5760         if (memcg == root_mem_cgroup)
5761                 goto out;
5762         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
5763                 goto out;
5764         if (css_tryget_online(&memcg->css))
5765                 sk->sk_memcg = memcg;
5766 out:
5767         rcu_read_unlock();
5768 }
5769
5770 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
5771 {
5772         if (sk->sk_memcg)
5773                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
5774 }
5775
5776 /**
5777  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
5778  * @memcg: memcg to charge
5779  * @nr_pages: number of pages to charge
5780  *
5781  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
5782  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
5783  */
5784 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5785 {
5786         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
5787
5788         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5789                 struct page_counter *fail;
5790
5791                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
5792                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
5793                         return true;
5794                 }
5795                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5796                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
5797                 return false;
5798         }
5799
5800         /* Don't block in the packet receive path */
5801         if (in_softirq())
5802                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
5803
5804         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5805
5806         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
5807                 return true;
5808
5809         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
5810         return false;
5811 }
5812
5813 /**
5814  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
5815  * @memcg - memcg to uncharge
5816  * @nr_pages - number of pages to uncharge
5817  */
5818 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
5819 {
5820         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
5821                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
5822                 return;
5823         }
5824
5825         this_cpu_sub(memcg->stat->count[MEMCG_SOCK], nr_pages);
5826
5827         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
5828         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
5829 }
5830
5831 static int __init cgroup_memory(char *s)
5832 {
5833         char *token;
5834
5835         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
5836                 if (!*token)
5837                         continue;
5838                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
5839                         cgroup_memory_nosocket = true;
5840                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
5841                         cgroup_memory_nokmem = true;
5842         }
5843         return 1;
5844 }
5845 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
5846
5847 /*
5848  * subsys_initcall() for memory controller.
5849  *
5850  * Some parts like hotcpu_notifier() have to be initialized from this context
5851  * because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but basically
5852  * everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure should
5853  * be initialized from here.
5854  */
5855 static int __init mem_cgroup_init(void)
5856 {
5857         int cpu, node;
5858
5859 #ifndef CONFIG_SLOB
5860         /*
5861          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
5862          * so use a special workqueue to avoid stalling all worker
5863          * threads in case lots of cgroups are created simultaneously.
5864          */
5865         memcg_kmem_cache_create_wq =
5866                 alloc_ordered_workqueue("memcg_kmem_cache_create", 0);
5867         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_create_wq);
5868 #endif
5869
5870         hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5871
5872         for_each_possible_cpu(cpu)
5873                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
5874                           drain_local_stock);
5875
5876         for_each_node(node) {
5877                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
5878
5879                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
5880                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
5881
5882                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
5883                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
5884                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
5885         }
5886
5887         return 0;
5888 }
5889 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
5890
5891 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
5892 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
5893 {
5894         while (!atomic_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
5895                 /*
5896                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
5897                  * always be >= 1.
5898                  */
5899                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
5900                         VM_BUG_ON(1);
5901                         break;
5902                 }
5903                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
5904                 if (!memcg)
5905                         memcg = root_mem_cgroup;
5906         }
5907         return memcg;
5908 }
5909
5910 /**
5911  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
5912  * @page: page whose memsw charge to transfer
5913  * @entry: swap entry to move the charge to
5914  *
5915  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
5916  */
5917 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
5918 {
5919         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
5920         unsigned short oldid;
5921
5922         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5923         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
5924
5925         if (!do_memsw_account())
5926                 return;
5927
5928         memcg = page->mem_cgroup;
5929
5930         /* Readahead page, never charged */
5931         if (!memcg)
5932                 return;
5933
5934         /*
5935          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
5936          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
5937          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
5938          */
5939         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5940         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg));
5941         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
5942         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, true);
5943
5944         page->mem_cgroup = NULL;
5945
5946         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5947                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, 1);
5948
5949         if (memcg != swap_memcg) {
5950                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
5951                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, 1);
5952                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
5953         }
5954
5955         /*
5956          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
5957          * mapping->tree_lock lock which is taken with interrupts-off. It is
5958          * important here to have the interrupts disabled because it is the
5959          * only synchronisation we have for udpating the per-CPU variables.
5960          */
5961         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
5962         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, false, -1);
5963         memcg_check_events(memcg, page);
5964
5965         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
5966                 css_put(&memcg->css);
5967 }
5968
5969 /*
5970  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging a swap entry
5971  * @page: page being added to swap
5972  * @entry: swap entry to charge
5973  *
5974  * Try to charge @entry to the memcg that @page belongs to.
5975  *
5976  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
5977  */
5978 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
5979 {
5980         struct mem_cgroup *memcg;
5981         struct page_counter *counter;
5982         unsigned short oldid;
5983
5984         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
5985                 return 0;
5986
5987         memcg = page->mem_cgroup;
5988
5989         /* Readahead page, never charged */
5990         if (!memcg)
5991                 return 0;
5992
5993         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
5994
5995         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
5996             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, 1, &counter)) {
5997                 mem_cgroup_id_put(memcg);
5998                 return -ENOMEM;
5999         }
6000
6001         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg));
6002         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6003         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
6004
6005         return 0;
6006 }
6007
6008 /**
6009  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge a swap entry
6010  * @entry: swap entry to uncharge
6011  *
6012  * Drop the swap charge associated with @entry.
6013  */
6014 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6015 {
6016         struct mem_cgroup *memcg;
6017         unsigned short id;
6018
6019         if (!do_swap_account)
6020                 return;
6021
6022         id = swap_cgroup_record(entry, 0);
6023         rcu_read_lock();
6024         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6025         if (memcg) {
6026                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6027                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6028                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, 1);
6029                         else
6030                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, 1);
6031                 }
6032                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
6033                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6034         }
6035         rcu_read_unlock();
6036 }
6037
6038 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6039 {
6040         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6041
6042         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6043                 return nr_swap_pages;
6044         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6045                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6046                                       READ_ONCE(memcg->swap.limit) -
6047                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6048         return nr_swap_pages;
6049 }
6050
6051 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6052 {
6053         struct mem_cgroup *memcg;
6054
6055         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6056
6057         if (vm_swap_full())
6058                 return true;
6059         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6060                 return false;
6061
6062         memcg = page->mem_cgroup;
6063         if (!memcg)
6064                 return false;
6065
6066         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6067                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.limit)
6068                         return true;
6069
6070         return false;
6071 }
6072
6073 /* for remember boot option*/
6074 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6075 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6076 #else
6077 static int really_do_swap_account __initdata;
6078 #endif
6079
6080 static int __init enable_swap_account(char *s)
6081 {
6082         if (!strcmp(s, "1"))
6083                 really_do_swap_account = 1;
6084         else if (!strcmp(s, "0"))
6085                 really_do_swap_account = 0;
6086         return 1;
6087 }
6088 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6089
6090 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6091                              struct cftype *cft)
6092 {
6093         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6094
6095         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6096 }
6097
6098 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6099 {
6100         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(seq_css(m));
6101         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->swap.limit);
6102
6103         if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
6104                 seq_puts(m, "max\n");
6105         else
6106                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)max * PAGE_SIZE);
6107
6108         return 0;
6109 }
6110
6111 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6112                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6113 {
6114         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6115         unsigned long max;
6116         int err;
6117
6118         buf = strstrip(buf);
6119         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6120         if (err)
6121                 return err;
6122
6123         mutex_lock(&memcg_limit_mutex);
6124         err = page_counter_limit(&memcg->swap, max);
6125         mutex_unlock(&memcg_limit_mutex);
6126         if (err)
6127                 return err;
6128
6129         return nbytes;
6130 }
6131
6132 static struct cftype swap_files[] = {
6133         {
6134                 .name = "swap.current",
6135                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6136                 .read_u64 = swap_current_read,
6137         },
6138         {
6139                 .name = "swap.max",
6140                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6141                 .seq_show = swap_max_show,
6142                 .write = swap_max_write,
6143         },
6144         { }     /* terminate */
6145 };
6146
6147 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6148         {
6149                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6150                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6151                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6152         },
6153         {
6154                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6155                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6156                 .write = mem_cgroup_reset,
6157                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6158         },
6159         {
6160                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6161                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6162                 .write = mem_cgroup_write,
6163                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6164         },
6165         {
6166                 .name = "memsw.failcnt",
6167                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6168                 .write = mem_cgroup_reset,
6169                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6170         },
6171         { },    /* terminate */
6172 };
6173
6174 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6175 {
6176         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6177                 do_swap_account = 1;
6178                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6179                                                swap_files));
6180                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6181                                                   memsw_cgroup_files));
6182         }
6183         return 0;
6184 }
6185 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6186
6187 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */