mm: memcg/slab: introduce __memcg_kmem_uncharge_memcg()
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  */
24
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/seq_buf.h>
61 #include "internal.h"
62 #include <net/sock.h>
63 #include <net/ip.h>
64 #include "slab.h"
65
66 #include <linux/uaccess.h>
67
68 #include <trace/events/vmscan.h>
69
70 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
71 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
72
73 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
74
75 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
76
77 /* Socket memory accounting disabled? */
78 static bool cgroup_memory_nosocket;
79
80 /* Kernel memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nokmem;
82
83 /* Whether the swap controller is active */
84 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
85 int do_swap_account __read_mostly;
86 #else
87 #define do_swap_account         0
88 #endif
89
90 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
91 static bool do_memsw_account(void)
92 {
93         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && do_swap_account;
94 }
95
96 static const char *const mem_cgroup_lru_names[] = {
97         "inactive_anon",
98         "active_anon",
99         "inactive_file",
100         "active_file",
101         "unevictable",
102 };
103
104 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
105 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
106 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 enum charge_type {
207         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
208         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
209         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
210         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
211         NR_CHARGE_TYPE,
212 };
213
214 /* for encoding cft->private value on file */
215 enum res_type {
216         _MEM,
217         _MEMSWAP,
218         _OOM_TYPE,
219         _KMEM,
220         _TCP,
221 };
222
223 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
224 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
225 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
226 /* Used for OOM nofiier */
227 #define OOM_CONTROL             (0)
228
229 /*
230  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
231  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
232  * be used for reference counting.
233  */
234 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
235         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
236              iter != NULL;                              \
237              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
238
239 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
240         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
241              iter != NULL;                              \
242              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
243
244 static inline bool should_force_charge(void)
245 {
246         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
247                 (current->flags & PF_EXITING);
248 }
249
250 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
251 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
252 {
253         if (!memcg)
254                 memcg = root_mem_cgroup;
255         return &memcg->vmpressure;
256 }
257
258 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
259 {
260         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
261 }
262
263 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
264 /*
265  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params.memcg_caches.
266  * The main reason for not using cgroup id for this:
267  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
268  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
269  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
270  *  200 entry array for that.
271  *
272  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
273  * will double each time we have to increase it.
274  */
275 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
276 int memcg_nr_cache_ids;
277
278 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
279 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
280
281 void memcg_get_cache_ids(void)
282 {
283         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
284 }
285
286 void memcg_put_cache_ids(void)
287 {
288         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
289 }
290
291 /*
292  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
293  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
294  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
295  * tunable, but that is strictly not necessary.
296  *
297  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
298  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
299  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
300  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
301  * increase ours as well if it increases.
302  */
303 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
304 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
305
306 /*
307  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
308  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
309  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
310  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
311  */
312 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
313 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
314
315 struct workqueue_struct *memcg_kmem_cache_wq;
316
317 static int memcg_shrinker_map_size;
318 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
319
320 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
321 {
322         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
323 }
324
325 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
326                                          int size, int old_size)
327 {
328         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
329         int nid;
330
331         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
332
333         for_each_node(nid) {
334                 old = rcu_dereference_protected(
335                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
336                 /* Not yet online memcg */
337                 if (!old)
338                         return 0;
339
340                 new = kvmalloc(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL);
341                 if (!new)
342                         return -ENOMEM;
343
344                 /* Set all old bits, clear all new bits */
345                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
346                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
347
348                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
349                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
350         }
351
352         return 0;
353 }
354
355 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
356 {
357         struct mem_cgroup_per_node *pn;
358         struct memcg_shrinker_map *map;
359         int nid;
360
361         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
362                 return;
363
364         for_each_node(nid) {
365                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
366                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
367                 if (map)
368                         kvfree(map);
369                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
370         }
371 }
372
373 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         struct memcg_shrinker_map *map;
376         int nid, size, ret = 0;
377
378         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
379                 return 0;
380
381         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
382         size = memcg_shrinker_map_size;
383         for_each_node(nid) {
384                 map = kvzalloc(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL);
385                 if (!map) {
386                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
387                         ret = -ENOMEM;
388                         break;
389                 }
390                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
391         }
392         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
393
394         return ret;
395 }
396
397 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
398 {
399         int size, old_size, ret = 0;
400         struct mem_cgroup *memcg;
401
402         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
403         old_size = memcg_shrinker_map_size;
404         if (size <= old_size)
405                 return 0;
406
407         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
408         if (!root_mem_cgroup)
409                 goto unlock;
410
411         for_each_mem_cgroup(memcg) {
412                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
413                         continue;
414                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
415                 if (ret)
416                         goto unlock;
417         }
418 unlock:
419         if (!ret)
420                 memcg_shrinker_map_size = size;
421         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
422         return ret;
423 }
424
425 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
426 {
427         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
428                 struct memcg_shrinker_map *map;
429
430                 rcu_read_lock();
431                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
432                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
433                 smp_mb__before_atomic();
434                 set_bit(shrinker_id, map->map);
435                 rcu_read_unlock();
436         }
437 }
438
439 #else /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
440 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
441 {
442         return 0;
443 }
444 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg) { }
445 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
446
447 /**
448  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
449  * @page: page of interest
450  *
451  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
452  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
453  * until it is released.
454  *
455  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
456  * is returned.
457  */
458 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
459 {
460         struct mem_cgroup *memcg;
461
462         memcg = page->mem_cgroup;
463
464         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
465                 memcg = root_mem_cgroup;
466
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 /**
471  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
472  * @page: the page
473  *
474  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
475  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
476  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
477  *
478  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
479  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
480  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
481  * do not care (such as procfs interfaces).
482  */
483 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
484 {
485         struct mem_cgroup *memcg;
486         unsigned long ino = 0;
487
488         rcu_read_lock();
489         memcg = READ_ONCE(page->mem_cgroup);
490         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
491                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
492         if (memcg)
493                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
494         rcu_read_unlock();
495         return ino;
496 }
497
498 static struct mem_cgroup_per_node *
499 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
500 {
501         int nid = page_to_nid(page);
502
503         return memcg->nodeinfo[nid];
504 }
505
506 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
507 soft_limit_tree_node(int nid)
508 {
509         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
510 }
511
512 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
513 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
514 {
515         int nid = page_to_nid(page);
516
517         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
518 }
519
520 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
521                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
522                                          unsigned long new_usage_in_excess)
523 {
524         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
525         struct rb_node *parent = NULL;
526         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
527         bool rightmost = true;
528
529         if (mz->on_tree)
530                 return;
531
532         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
533         if (!mz->usage_in_excess)
534                 return;
535         while (*p) {
536                 parent = *p;
537                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
538                                         tree_node);
539                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
540                         p = &(*p)->rb_left;
541                         rightmost = false;
542                 }
543
544                 /*
545                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
546                  * limit by the same amount
547                  */
548                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
549                         p = &(*p)->rb_right;
550         }
551
552         if (rightmost)
553                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
554
555         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
556         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
557         mz->on_tree = true;
558 }
559
560 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
561                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
562 {
563         if (!mz->on_tree)
564                 return;
565
566         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
567                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
568
569         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
570         mz->on_tree = false;
571 }
572
573 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
574                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
575 {
576         unsigned long flags;
577
578         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
579         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
580         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
581 }
582
583 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
586         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
587         unsigned long excess = 0;
588
589         if (nr_pages > soft_limit)
590                 excess = nr_pages - soft_limit;
591
592         return excess;
593 }
594
595 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
596 {
597         unsigned long excess;
598         struct mem_cgroup_per_node *mz;
599         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
600
601         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
602         if (!mctz)
603                 return;
604         /*
605          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
606          * because their event counter is not touched.
607          */
608         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
609                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
610                 excess = soft_limit_excess(memcg);
611                 /*
612                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
613                  * mem is over its softlimit.
614                  */
615                 if (excess || mz->on_tree) {
616                         unsigned long flags;
617
618                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
619                         /* if on-tree, remove it */
620                         if (mz->on_tree)
621                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
622                         /*
623                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
624                          * If excess is 0, no tree ops.
625                          */
626                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
627                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
628                 }
629         }
630 }
631
632 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
635         struct mem_cgroup_per_node *mz;
636         int nid;
637
638         for_each_node(nid) {
639                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
640                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
641                 if (mctz)
642                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
643         }
644 }
645
646 static struct mem_cgroup_per_node *
647 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
648 {
649         struct mem_cgroup_per_node *mz;
650
651 retry:
652         mz = NULL;
653         if (!mctz->rb_rightmost)
654                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
655
656         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
657                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
658         /*
659          * Remove the node now but someone else can add it back,
660          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
661          * position in the tree.
662          */
663         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
664         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
665             !css_tryget_online(&mz->memcg->css))
666                 goto retry;
667 done:
668         return mz;
669 }
670
671 static struct mem_cgroup_per_node *
672 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
673 {
674         struct mem_cgroup_per_node *mz;
675
676         spin_lock_irq(&mctz->lock);
677         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
678         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
679         return mz;
680 }
681
682 /**
683  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
684  * @memcg: the memory cgroup
685  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
686  * @val: delta to add to the counter, can be negative
687  */
688 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
689 {
690         long x;
691
692         if (mem_cgroup_disabled())
693                 return;
694
695         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], val);
696
697         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
698         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
699                 struct mem_cgroup *mi;
700
701                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
702                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
703                 x = 0;
704         }
705         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
706 }
707
708 static struct mem_cgroup_per_node *
709 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
710 {
711         struct mem_cgroup *parent;
712
713         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
714         if (!parent)
715                 return NULL;
716         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
717 }
718
719 /**
720  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
721  * @lruvec: the lruvec
722  * @idx: the stat item
723  * @val: delta to add to the counter, can be negative
724  *
725  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
726  * function updates the all three counters that are affected by a
727  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
728  */
729 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
730                         int val)
731 {
732         pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
733         struct mem_cgroup_per_node *pn;
734         struct mem_cgroup *memcg;
735         long x;
736
737         /* Update node */
738         __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
739
740         if (mem_cgroup_disabled())
741                 return;
742
743         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
744         memcg = pn->memcg;
745
746         /* Update memcg */
747         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
748
749         /* Update lruvec */
750         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
751
752         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
753         if (unlikely(abs(x) > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
754                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
755
756                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
757                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
758                 x = 0;
759         }
760         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
761 }
762
763 /**
764  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
765  * @memcg: the memory cgroup
766  * @idx: the event item
767  * @count: the number of events that occured
768  */
769 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
770                           unsigned long count)
771 {
772         unsigned long x;
773
774         if (mem_cgroup_disabled())
775                 return;
776
777         __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], count);
778
779         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
780         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
781                 struct mem_cgroup *mi;
782
783                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
784                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
785                 x = 0;
786         }
787         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
788 }
789
790 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
791 {
792         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
793 }
794
795 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
796 {
797         long x = 0;
798         int cpu;
799
800         for_each_possible_cpu(cpu)
801                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
802         return x;
803 }
804
805 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
806                                          struct page *page,
807                                          bool compound, int nr_pages)
808 {
809         /*
810          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
811          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
812          */
813         if (PageAnon(page))
814                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS, nr_pages);
815         else {
816                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_CACHE, nr_pages);
817                 if (PageSwapBacked(page))
818                         __mod_memcg_state(memcg, NR_SHMEM, nr_pages);
819         }
820
821         if (compound) {
822                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageTransHuge(page), page);
823                 __mod_memcg_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE, nr_pages);
824         }
825
826         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
827         if (nr_pages > 0)
828                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
829         else {
830                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
831                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
832         }
833
834         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
835 }
836
837 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
838                                        enum mem_cgroup_events_target target)
839 {
840         unsigned long val, next;
841
842         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
843         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
844         /* from time_after() in jiffies.h */
845         if ((long)(next - val) < 0) {
846                 switch (target) {
847                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
848                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
849                         break;
850                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
851                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
852                         break;
853                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
854                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
855                         break;
856                 default:
857                         break;
858                 }
859                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
860                 return true;
861         }
862         return false;
863 }
864
865 /*
866  * Check events in order.
867  *
868  */
869 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
870 {
871         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
872         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
873                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
874                 bool do_softlimit;
875                 bool do_numainfo __maybe_unused;
876
877                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
878                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
879 #if MAX_NUMNODES > 1
880                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
881                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
882 #endif
883                 mem_cgroup_threshold(memcg);
884                 if (unlikely(do_softlimit))
885                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
886 #if MAX_NUMNODES > 1
887                 if (unlikely(do_numainfo))
888                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
889 #endif
890         }
891 }
892
893 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
894 {
895         /*
896          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
897          * if it races with swapoff, page migration, etc.
898          * So this can be called with p == NULL.
899          */
900         if (unlikely(!p))
901                 return NULL;
902
903         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
904 }
905 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
906
907 /**
908  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
909  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
910  *
911  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
912  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
913  * returned.
914  */
915 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
916 {
917         struct mem_cgroup *memcg;
918
919         if (mem_cgroup_disabled())
920                 return NULL;
921
922         rcu_read_lock();
923         do {
924                 /*
925                  * Page cache insertions can happen withou an
926                  * actual mm context, e.g. during disk probing
927                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
928                  */
929                 if (unlikely(!mm))
930                         memcg = root_mem_cgroup;
931                 else {
932                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
933                         if (unlikely(!memcg))
934                                 memcg = root_mem_cgroup;
935                 }
936         } while (!css_tryget_online(&memcg->css));
937         rcu_read_unlock();
938         return memcg;
939 }
940 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
941
942 /**
943  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
944  * @page: page from which memcg should be extracted.
945  *
946  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
947  * root_mem_cgroup is returned.
948  */
949 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
950 {
951         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
952
953         if (mem_cgroup_disabled())
954                 return NULL;
955
956         rcu_read_lock();
957         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
958                 memcg = root_mem_cgroup;
959         rcu_read_unlock();
960         return memcg;
961 }
962 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
963
964 /**
965  * If current->active_memcg is non-NULL, do not fallback to current->mm->memcg.
966  */
967 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
968 {
969         if (unlikely(current->active_memcg)) {
970                 struct mem_cgroup *memcg = root_mem_cgroup;
971
972                 rcu_read_lock();
973                 if (css_tryget_online(&current->active_memcg->css))
974                         memcg = current->active_memcg;
975                 rcu_read_unlock();
976                 return memcg;
977         }
978         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
979 }
980
981 /**
982  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
983  * @root: hierarchy root
984  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
985  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
986  *
987  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
988  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
989  *
990  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
991  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
992  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
993  *
994  * Reclaimers can specify a node and a priority level in @reclaim to
995  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
996  * reclaimers operating on the same node and priority.
997  */
998 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
999                                    struct mem_cgroup *prev,
1000                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1001 {
1002         struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1003         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1004         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1005         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1006
1007         if (mem_cgroup_disabled())
1008                 return NULL;
1009
1010         if (!root)
1011                 root = root_mem_cgroup;
1012
1013         if (prev && !reclaim)
1014                 pos = prev;
1015
1016         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1017                 if (prev)
1018                         goto out;
1019                 return root;
1020         }
1021
1022         rcu_read_lock();
1023
1024         if (reclaim) {
1025                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1026
1027                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1028                 iter = &mz->iter[reclaim->priority];
1029
1030                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1031                         goto out_unlock;
1032
1033                 while (1) {
1034                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1035                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1036                                 break;
1037                         /*
1038                          * css reference reached zero, so iter->position will
1039                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1040                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1041                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1042                          * might block it. So we clear iter->position right
1043                          * away.
1044                          */
1045                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1046                 }
1047         }
1048
1049         if (pos)
1050                 css = &pos->css;
1051
1052         for (;;) {
1053                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1054                 if (!css) {
1055                         /*
1056                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1057                          * new one might jump in right at the end of
1058                          * the hierarchy - make sure they see at least
1059                          * one group and restart from the beginning.
1060                          */
1061                         if (!prev)
1062                                 continue;
1063                         break;
1064                 }
1065
1066                 /*
1067                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1068                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1069                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1070                  */
1071                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1072
1073                 if (css == &root->css)
1074                         break;
1075
1076                 if (css_tryget(css))
1077                         break;
1078
1079                 memcg = NULL;
1080         }
1081
1082         if (reclaim) {
1083                 /*
1084                  * The position could have already been updated by a competing
1085                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1086                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1087                  */
1088                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1089
1090                 if (pos)
1091                         css_put(&pos->css);
1092
1093                 if (!memcg)
1094                         iter->generation++;
1095                 else if (!prev)
1096                         reclaim->generation = iter->generation;
1097         }
1098
1099 out_unlock:
1100         rcu_read_unlock();
1101 out:
1102         if (prev && prev != root)
1103                 css_put(&prev->css);
1104
1105         return memcg;
1106 }
1107
1108 /**
1109  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1110  * @root: hierarchy root
1111  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1112  */
1113 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1114                            struct mem_cgroup *prev)
1115 {
1116         if (!root)
1117                 root = root_mem_cgroup;
1118         if (prev && prev != root)
1119                 css_put(&prev->css);
1120 }
1121
1122 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1123 {
1124         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1125         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1126         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1127         int nid;
1128         int i;
1129
1130         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1131                 for_each_node(nid) {
1132                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
1133                         for (i = 0; i <= DEF_PRIORITY; i++) {
1134                                 iter = &mz->iter[i];
1135                                 cmpxchg(&iter->position,
1136                                         dead_memcg, NULL);
1137                         }
1138                 }
1139         }
1140 }
1141
1142 /**
1143  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1144  * @memcg: hierarchy root
1145  * @fn: function to call for each task
1146  * @arg: argument passed to @fn
1147  *
1148  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1149  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1150  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1151  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1152  *
1153  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1154  */
1155 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1156                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1157 {
1158         struct mem_cgroup *iter;
1159         int ret = 0;
1160
1161         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1162
1163         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1164                 struct css_task_iter it;
1165                 struct task_struct *task;
1166
1167                 css_task_iter_start(&iter->css, 0, &it);
1168                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1169                         ret = fn(task, arg);
1170                 css_task_iter_end(&it);
1171                 if (ret) {
1172                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1173                         break;
1174                 }
1175         }
1176         return ret;
1177 }
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1181  * @page: the page
1182  * @pgdat: pgdat of the page
1183  *
1184  * This function is only safe when following the LRU page isolation
1185  * and putback protocol: the LRU lock must be held, and the page must
1186  * either be PageLRU() or the caller must have isolated/allocated it.
1187  */
1188 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1189 {
1190         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1191         struct mem_cgroup *memcg;
1192         struct lruvec *lruvec;
1193
1194         if (mem_cgroup_disabled()) {
1195                 lruvec = &pgdat->lruvec;
1196                 goto out;
1197         }
1198
1199         memcg = page->mem_cgroup;
1200         /*
1201          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1202          * possibly migrated - before they are charged.
1203          */
1204         if (!memcg)
1205                 memcg = root_mem_cgroup;
1206
1207         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1208         lruvec = &mz->lruvec;
1209 out:
1210         /*
1211          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1212          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1213          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1214          */
1215         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1216                 lruvec->pgdat = pgdat;
1217         return lruvec;
1218 }
1219
1220 /**
1221  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1222  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1223  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1224  * @zid: zone id of the accounted pages
1225  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1226  *
1227  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1228  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1229  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1230  */
1231 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1232                                 int zid, int nr_pages)
1233 {
1234         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1235         unsigned long *lru_size;
1236         long size;
1237
1238         if (mem_cgroup_disabled())
1239                 return;
1240
1241         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1242         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1243
1244         if (nr_pages < 0)
1245                 *lru_size += nr_pages;
1246
1247         size = *lru_size;
1248         if (WARN_ONCE(size < 0,
1249                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1250                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1251                 VM_BUG_ON(1);
1252                 *lru_size = 0;
1253         }
1254
1255         if (nr_pages > 0)
1256                 *lru_size += nr_pages;
1257 }
1258
1259 bool task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, struct mem_cgroup *memcg)
1260 {
1261         struct mem_cgroup *task_memcg;
1262         struct task_struct *p;
1263         bool ret;
1264
1265         p = find_lock_task_mm(task);
1266         if (p) {
1267                 task_memcg = get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1268                 task_unlock(p);
1269         } else {
1270                 /*
1271                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1272                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1273                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1274                  */
1275                 rcu_read_lock();
1276                 task_memcg = mem_cgroup_from_task(task);
1277                 css_get(&task_memcg->css);
1278                 rcu_read_unlock();
1279         }
1280         ret = mem_cgroup_is_descendant(task_memcg, memcg);
1281         css_put(&task_memcg->css);
1282         return ret;
1283 }
1284
1285 /**
1286  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1287  * @memcg: the memory cgroup
1288  *
1289  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1290  * pages.
1291  */
1292 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1293 {
1294         unsigned long margin = 0;
1295         unsigned long count;
1296         unsigned long limit;
1297
1298         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1299         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1300         if (count < limit)
1301                 margin = limit - count;
1302
1303         if (do_memsw_account()) {
1304                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1305                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1306                 if (count <= limit)
1307                         margin = min(margin, limit - count);
1308                 else
1309                         margin = 0;
1310         }
1311
1312         return margin;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1317  *
1318  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1319  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1320  * caused by "move".
1321  */
1322 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1323 {
1324         struct mem_cgroup *from;
1325         struct mem_cgroup *to;
1326         bool ret = false;
1327         /*
1328          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1329          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1330          */
1331         spin_lock(&mc.lock);
1332         from = mc.from;
1333         to = mc.to;
1334         if (!from)
1335                 goto unlock;
1336
1337         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1338                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1339 unlock:
1340         spin_unlock(&mc.lock);
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1347                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1348                         DEFINE_WAIT(wait);
1349                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1350                         /* moving charge context might have finished. */
1351                         if (mc.moving_task)
1352                                 schedule();
1353                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1354                         return true;
1355                 }
1356         }
1357         return false;
1358 }
1359
1360 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1361 {
1362         struct seq_buf s;
1363         int i;
1364
1365         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1366         if (!s.buffer)
1367                 return NULL;
1368
1369         /*
1370          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1371          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1372          *
1373          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1374          * 1) generic big picture -> specifics and details
1375          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1376          *
1377          * Current memory state:
1378          */
1379
1380         seq_buf_printf(&s, "anon %llu\n",
1381                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS) *
1382                        PAGE_SIZE);
1383         seq_buf_printf(&s, "file %llu\n",
1384                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) *
1385                        PAGE_SIZE);
1386         seq_buf_printf(&s, "kernel_stack %llu\n",
1387                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_KERNEL_STACK_KB) *
1388                        1024);
1389         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n",
1390                        (u64)(memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) +
1391                              memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE)) *
1392                        PAGE_SIZE);
1393         seq_buf_printf(&s, "sock %llu\n",
1394                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_SOCK) *
1395                        PAGE_SIZE);
1396
1397         seq_buf_printf(&s, "shmem %llu\n",
1398                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SHMEM) *
1399                        PAGE_SIZE);
1400         seq_buf_printf(&s, "file_mapped %llu\n",
1401                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_MAPPED) *
1402                        PAGE_SIZE);
1403         seq_buf_printf(&s, "file_dirty %llu\n",
1404                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY) *
1405                        PAGE_SIZE);
1406         seq_buf_printf(&s, "file_writeback %llu\n",
1407                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK) *
1408                        PAGE_SIZE);
1409
1410         /*
1411          * TODO: We should eventually replace our own MEMCG_RSS_HUGE counter
1412          * with the NR_ANON_THP vm counter, but right now it's a pain in the
1413          * arse because it requires migrating the work out of rmap to a place
1414          * where the page->mem_cgroup is set up and stable.
1415          */
1416         seq_buf_printf(&s, "anon_thp %llu\n",
1417                        (u64)memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS_HUGE) *
1418                        PAGE_SIZE);
1419
1420         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1421                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
1422                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
1423                                PAGE_SIZE);
1424
1425         seq_buf_printf(&s, "slab_reclaimable %llu\n",
1426                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE) *
1427                        PAGE_SIZE);
1428         seq_buf_printf(&s, "slab_unreclaimable %llu\n",
1429                        (u64)memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE) *
1430                        PAGE_SIZE);
1431
1432         /* Accumulated memory events */
1433
1434         seq_buf_printf(&s, "pgfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGFAULT));
1435         seq_buf_printf(&s, "pgmajfault %lu\n", memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1436
1437         seq_buf_printf(&s, "workingset_refault %lu\n",
1438                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_REFAULT));
1439         seq_buf_printf(&s, "workingset_activate %lu\n",
1440                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_ACTIVATE));
1441         seq_buf_printf(&s, "workingset_nodereclaim %lu\n",
1442                        memcg_page_state(memcg, WORKINGSET_NODERECLAIM));
1443
1444         seq_buf_printf(&s, "pgrefill %lu\n", memcg_events(memcg, PGREFILL));
1445         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1446                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1447                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1448         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1449                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1450                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1451         seq_buf_printf(&s, "pgactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1452         seq_buf_printf(&s, "pgdeactivate %lu\n", memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1453         seq_buf_printf(&s, "pglazyfree %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1454         seq_buf_printf(&s, "pglazyfreed %lu\n", memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1455
1456 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1457         seq_buf_printf(&s, "thp_fault_alloc %lu\n",
1458                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1459         seq_buf_printf(&s, "thp_collapse_alloc %lu\n",
1460                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1461 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1462
1463         /* The above should easily fit into one page */
1464         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1465
1466         return s.buffer;
1467 }
1468
1469 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1470 /**
1471  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1472  * memory controller.
1473  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1474  * @p: Task that is going to be killed
1475  *
1476  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1477  * enabled
1478  */
1479 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1480 {
1481         rcu_read_lock();
1482
1483         if (memcg) {
1484                 pr_cont(",oom_memcg=");
1485                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1486         } else
1487                 pr_cont(",global_oom");
1488         if (p) {
1489                 pr_cont(",task_memcg=");
1490                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1491         }
1492         rcu_read_unlock();
1493 }
1494
1495 /**
1496  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1497  * memory controller.
1498  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1499  */
1500 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1501 {
1502         char *buf;
1503
1504         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1505                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1506                 K((u64)memcg->memory.max), memcg->memory.failcnt);
1507         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1508                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1509                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1510                         K((u64)memcg->swap.max), memcg->swap.failcnt);
1511         else {
1512                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1513                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1514                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1515                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1516                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1517                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1518         }
1519
1520         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1521         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1522         pr_cont(":");
1523         buf = memory_stat_format(memcg);
1524         if (!buf)
1525                 return;
1526         pr_info("%s", buf);
1527         kfree(buf);
1528 }
1529
1530 /*
1531  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1532  */
1533 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1534 {
1535         unsigned long max;
1536
1537         max = memcg->memory.max;
1538         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1539                 unsigned long memsw_max;
1540                 unsigned long swap_max;
1541
1542                 memsw_max = memcg->memsw.max;
1543                 swap_max = memcg->swap.max;
1544                 swap_max = min(swap_max, (unsigned long)total_swap_pages);
1545                 max = min(max + swap_max, memsw_max);
1546         }
1547         return max;
1548 }
1549
1550 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1551                                      int order)
1552 {
1553         struct oom_control oc = {
1554                 .zonelist = NULL,
1555                 .nodemask = NULL,
1556                 .memcg = memcg,
1557                 .gfp_mask = gfp_mask,
1558                 .order = order,
1559         };
1560         bool ret;
1561
1562         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1563                 return true;
1564         /*
1565          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1566          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1567          */
1568         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1569         mutex_unlock(&oom_lock);
1570         return ret;
1571 }
1572
1573 #if MAX_NUMNODES > 1
1574
1575 /**
1576  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1577  * @memcg: the target memcg
1578  * @nid: the node ID to be checked.
1579  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1580  *
1581  * This function returns whether the specified memcg contains any
1582  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1583  * pages in the node.
1584  */
1585 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1586                 int nid, bool noswap)
1587 {
1588         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
1589
1590         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_FILE) ||
1591             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_FILE))
1592                 return true;
1593         if (noswap || !total_swap_pages)
1594                 return false;
1595         if (lruvec_page_state(lruvec, NR_INACTIVE_ANON) ||
1596             lruvec_page_state(lruvec, NR_ACTIVE_ANON))
1597                 return true;
1598         return false;
1599
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1604  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1605  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1606  *
1607  */
1608 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         int nid;
1611         /*
1612          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1613          * pagein/pageout changes since the last update.
1614          */
1615         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1616                 return;
1617         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1618                 return;
1619
1620         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1621         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1622
1623         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1624
1625                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1626                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1627         }
1628
1629         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1630         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1635  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1636  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1637  *
1638  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1639  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1640  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1641  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1642  *
1643  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1644  */
1645 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1646 {
1647         int node;
1648
1649         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1650         node = memcg->last_scanned_node;
1651
1652         node = next_node_in(node, memcg->scan_nodes);
1653         /*
1654          * mem_cgroup_may_update_nodemask might have seen no reclaimmable pages
1655          * last time it really checked all the LRUs due to rate limiting.
1656          * Fallback to the current node in that case for simplicity.
1657          */
1658         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1659                 node = numa_node_id();
1660
1661         memcg->last_scanned_node = node;
1662         return node;
1663 }
1664 #else
1665 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1666 {
1667         return 0;
1668 }
1669 #endif
1670
1671 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1672                                    pg_data_t *pgdat,
1673                                    gfp_t gfp_mask,
1674                                    unsigned long *total_scanned)
1675 {
1676         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1677         int total = 0;
1678         int loop = 0;
1679         unsigned long excess;
1680         unsigned long nr_scanned;
1681         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1682                 .pgdat = pgdat,
1683                 .priority = 0,
1684         };
1685
1686         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1687
1688         while (1) {
1689                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1690                 if (!victim) {
1691                         loop++;
1692                         if (loop >= 2) {
1693                                 /*
1694                                  * If we have not been able to reclaim
1695                                  * anything, it might because there are
1696                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1697                                  */
1698                                 if (!total)
1699                                         break;
1700                                 /*
1701                                  * We want to do more targeted reclaim.
1702                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1703                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1704                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1705                                  */
1706                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1707                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1708                                         break;
1709                         }
1710                         continue;
1711                 }
1712                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1713                                         pgdat, &nr_scanned);
1714                 *total_scanned += nr_scanned;
1715                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1716                         break;
1717         }
1718         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1719         return total;
1720 }
1721
1722 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1723 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1724         .name = "memcg_oom_lock",
1725 };
1726 #endif
1727
1728 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1729
1730 /*
1731  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1732  * If someone is running, return false.
1733  */
1734 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1735 {
1736         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1737
1738         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1739
1740         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1741                 if (iter->oom_lock) {
1742                         /*
1743                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1744                          * so we cannot give a lock.
1745                          */
1746                         failed = iter;
1747                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1748                         break;
1749                 } else
1750                         iter->oom_lock = true;
1751         }
1752
1753         if (failed) {
1754                 /*
1755                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1756                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1757                  */
1758                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1759                         if (iter == failed) {
1760                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1761                                 break;
1762                         }
1763                         iter->oom_lock = false;
1764                 }
1765         } else
1766                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1767
1768         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1769
1770         return !failed;
1771 }
1772
1773 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1774 {
1775         struct mem_cgroup *iter;
1776
1777         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1778         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, 1, _RET_IP_);
1779         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1780                 iter->oom_lock = false;
1781         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1782 }
1783
1784 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         struct mem_cgroup *iter;
1787
1788         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1789         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1790                 iter->under_oom++;
1791         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1792 }
1793
1794 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1795 {
1796         struct mem_cgroup *iter;
1797
1798         /*
1799          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1800          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. Watch for underflow.
1801          */
1802         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1804                 if (iter->under_oom > 0)
1805                         iter->under_oom--;
1806         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1807 }
1808
1809 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1810
1811 struct oom_wait_info {
1812         struct mem_cgroup *memcg;
1813         wait_queue_entry_t      wait;
1814 };
1815
1816 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1817         unsigned mode, int sync, void *arg)
1818 {
1819         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1820         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1821         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1822
1823         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1824         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1825
1826         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1827             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1828                 return 0;
1829         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1830 }
1831
1832 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1833 {
1834         /*
1835          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1836          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1837          * this function is called as a result of userland actions
1838          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1839          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1840          * triggering notification.
1841          */
1842         if (memcg && memcg->under_oom)
1843                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1844 }
1845
1846 enum oom_status {
1847         OOM_SUCCESS,
1848         OOM_FAILED,
1849         OOM_ASYNC,
1850         OOM_SKIPPED
1851 };
1852
1853 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1854 {
1855         enum oom_status ret;
1856         bool locked;
1857
1858         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1859                 return OOM_SKIPPED;
1860
1861         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1862
1863         /*
1864          * We are in the middle of the charge context here, so we
1865          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1866          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1867          *
1868          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1869          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1870          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1871          * released.
1872          *
1873          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1874          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1875          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1876          * invoke the oom killer here.
1877          *
1878          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1879          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1880          */
1881         if (memcg->oom_kill_disable) {
1882                 if (!current->in_user_fault)
1883                         return OOM_SKIPPED;
1884                 css_get(&memcg->css);
1885                 current->memcg_in_oom = memcg;
1886                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1887                 current->memcg_oom_order = order;
1888
1889                 return OOM_ASYNC;
1890         }
1891
1892         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1893
1894         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1895
1896         if (locked)
1897                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1898
1899         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1900         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1901                 ret = OOM_SUCCESS;
1902         else
1903                 ret = OOM_FAILED;
1904
1905         if (locked)
1906                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1907
1908         return ret;
1909 }
1910
1911 /**
1912  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1913  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1914  *
1915  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1916  * handler was enabled.
1917  *
1918  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1919  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1920  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1921  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1922  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1923  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1924  *
1925  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1926  * completed, %false otherwise.
1927  */
1928 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1929 {
1930         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1931         struct oom_wait_info owait;
1932         bool locked;
1933
1934         /* OOM is global, do not handle */
1935         if (!memcg)
1936                 return false;
1937
1938         if (!handle)
1939                 goto cleanup;
1940
1941         owait.memcg = memcg;
1942         owait.wait.flags = 0;
1943         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1944         owait.wait.private = current;
1945         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1946
1947         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1948         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1949
1950         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1951
1952         if (locked)
1953                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1954
1955         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1956                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1957                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1958                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1959                                          current->memcg_oom_order);
1960         } else {
1961                 schedule();
1962                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1963                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1964         }
1965
1966         if (locked) {
1967                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1968                 /*
1969                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1970                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1971                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
1972                  */
1973                 memcg_oom_recover(memcg);
1974         }
1975 cleanup:
1976         current->memcg_in_oom = NULL;
1977         css_put(&memcg->css);
1978         return true;
1979 }
1980
1981 /**
1982  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1983  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1984  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1985  *
1986  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1987  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1988  *
1989  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1990  */
1991 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1992                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1993 {
1994         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1995         struct mem_cgroup *memcg;
1996
1997         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1998                 return NULL;
1999
2000         if (!oom_domain)
2001                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2002
2003         rcu_read_lock();
2004
2005         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2006         if (memcg == root_mem_cgroup)
2007                 goto out;
2008
2009         /*
2010          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2011          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2012          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2013          */
2014         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2015                 if (memcg->oom_group)
2016                         oom_group = memcg;
2017
2018                 if (memcg == oom_domain)
2019                         break;
2020         }
2021
2022         if (oom_group)
2023                 css_get(&oom_group->css);
2024 out:
2025         rcu_read_unlock();
2026
2027         return oom_group;
2028 }
2029
2030 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2031 {
2032         pr_info("Tasks in ");
2033         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2034         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2035 }
2036
2037 /**
2038  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2039  * @page: the page
2040  *
2041  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2042  * another cgroup.
2043  *
2044  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2045  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2046  * when @page might get freed inside the locked section.
2047  */
2048 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2049 {
2050         struct mem_cgroup *memcg;
2051         unsigned long flags;
2052
2053         /*
2054          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2055          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2056          * because page moving starts with an RCU grace period.
2057          *
2058          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2059          * the page state that is going to change is the only thing
2060          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2061          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2062          * keep off truncation, migration and so forth.
2063          */
2064         rcu_read_lock();
2065
2066         if (mem_cgroup_disabled())
2067                 return NULL;
2068 again:
2069         memcg = page->mem_cgroup;
2070         if (unlikely(!memcg))
2071                 return NULL;
2072
2073         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2074                 return memcg;
2075
2076         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2077         if (memcg != page->mem_cgroup) {
2078                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2079                 goto again;
2080         }
2081
2082         /*
2083          * When charge migration first begins, we can have locked and
2084          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2085          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2086          */
2087         memcg->move_lock_task = current;
2088         memcg->move_lock_flags = flags;
2089
2090         return memcg;
2091 }
2092 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2093
2094 /**
2095  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2096  * @memcg: the memcg
2097  *
2098  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2099  */
2100 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2101 {
2102         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2103                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2104
2105                 memcg->move_lock_task = NULL;
2106                 memcg->move_lock_flags = 0;
2107
2108                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2109         }
2110
2111         rcu_read_unlock();
2112 }
2113
2114 /**
2115  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2116  * @page: the page
2117  */
2118 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2119 {
2120         __unlock_page_memcg(page->mem_cgroup);
2121 }
2122 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2123
2124 struct memcg_stock_pcp {
2125         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2126         unsigned int nr_pages;
2127         struct work_struct work;
2128         unsigned long flags;
2129 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2130 };
2131 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2132 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2133
2134 /**
2135  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2136  * @memcg: memcg to consume from.
2137  * @nr_pages: how many pages to charge.
2138  *
2139  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2140  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2141  * service an allocation will refill the stock.
2142  *
2143  * returns true if successful, false otherwise.
2144  */
2145 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2146 {
2147         struct memcg_stock_pcp *stock;
2148         unsigned long flags;
2149         bool ret = false;
2150
2151         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2152                 return ret;
2153
2154         local_irq_save(flags);
2155
2156         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2157         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2158                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2159                 ret = true;
2160         }
2161
2162         local_irq_restore(flags);
2163
2164         return ret;
2165 }
2166
2167 /*
2168  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2169  */
2170 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2171 {
2172         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2173
2174         if (stock->nr_pages) {
2175                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2176                 if (do_memsw_account())
2177                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2178                 css_put_many(&old->css, stock->nr_pages);
2179                 stock->nr_pages = 0;
2180         }
2181         stock->cached = NULL;
2182 }
2183
2184 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2185 {
2186         struct memcg_stock_pcp *stock;
2187         unsigned long flags;
2188
2189         /*
2190          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2191          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2192          */
2193         local_irq_save(flags);
2194
2195         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2196         drain_stock(stock);
2197         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2198
2199         local_irq_restore(flags);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2204  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2205  */
2206 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2207 {
2208         struct memcg_stock_pcp *stock;
2209         unsigned long flags;
2210
2211         local_irq_save(flags);
2212
2213         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2214         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2215                 drain_stock(stock);
2216                 stock->cached = memcg;
2217         }
2218         stock->nr_pages += nr_pages;
2219
2220         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2221                 drain_stock(stock);
2222
2223         local_irq_restore(flags);
2224 }
2225
2226 /*
2227  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2228  * of the hierarchy under it.
2229  */
2230 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2231 {
2232         int cpu, curcpu;
2233
2234         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2235         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2236                 return;
2237         /*
2238          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2239          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2240          * as well as workers from this path always operate on the local
2241          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2242          */
2243         curcpu = get_cpu();
2244         for_each_online_cpu(cpu) {
2245                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2246                 struct mem_cgroup *memcg;
2247
2248                 memcg = stock->cached;
2249                 if (!memcg || !stock->nr_pages || !css_tryget(&memcg->css))
2250                         continue;
2251                 if (!mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg)) {
2252                         css_put(&memcg->css);
2253                         continue;
2254                 }
2255                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2256                         if (cpu == curcpu)
2257                                 drain_local_stock(&stock->work);
2258                         else
2259                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2260                 }
2261                 css_put(&memcg->css);
2262         }
2263         put_cpu();
2264         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2265 }
2266
2267 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2268 {
2269         struct memcg_stock_pcp *stock;
2270         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2271
2272         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2273         drain_stock(stock);
2274
2275         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2276                 int i;
2277
2278                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2279                         int nid;
2280                         long x;
2281
2282                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2283                         if (x)
2284                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2285                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2286
2287                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2288                                 continue;
2289
2290                         for_each_node(nid) {
2291                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2292
2293                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2294                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2295                                 if (x)
2296                                         do {
2297                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2298                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2299                         }
2300                 }
2301
2302                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2303                         long x;
2304
2305                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2306                         if (x)
2307                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2308                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2309                 }
2310         }
2311
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 static void reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2316                          unsigned int nr_pages,
2317                          gfp_t gfp_mask)
2318 {
2319         do {
2320                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <= memcg->high)
2321                         continue;
2322                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2323                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages, gfp_mask, true);
2324         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2325 }
2326
2327 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2328 {
2329         struct mem_cgroup *memcg;
2330
2331         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2332         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2337  * and reclaims memory over the high limit.
2338  */
2339 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2340 {
2341         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2342         struct mem_cgroup *memcg;
2343
2344         if (likely(!nr_pages))
2345                 return;
2346
2347         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2348         reclaim_high(memcg, nr_pages, GFP_KERNEL);
2349         css_put(&memcg->css);
2350         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2351 }
2352
2353 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2354                       unsigned int nr_pages)
2355 {
2356         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2357         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2358         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2359         struct page_counter *counter;
2360         unsigned long nr_reclaimed;
2361         bool may_swap = true;
2362         bool drained = false;
2363         enum oom_status oom_status;
2364
2365         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2366                 return 0;
2367 retry:
2368         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2369                 return 0;
2370
2371         if (!do_memsw_account() ||
2372             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2373                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2374                         goto done_restock;
2375                 if (do_memsw_account())
2376                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2377                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2378         } else {
2379                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2380                 may_swap = false;
2381         }
2382
2383         if (batch > nr_pages) {
2384                 batch = nr_pages;
2385                 goto retry;
2386         }
2387
2388         /*
2389          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2390          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2391          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2392          * free their memory.
2393          */
2394         if (unlikely(should_force_charge()))
2395                 goto force;
2396
2397         /*
2398          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2399          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2400          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2401          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2402          */
2403         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2404                 goto force;
2405
2406         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2407                 goto nomem;
2408
2409         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2410                 goto nomem;
2411
2412         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2413
2414         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2415                                                     gfp_mask, may_swap);
2416
2417         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2418                 goto retry;
2419
2420         if (!drained) {
2421                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2422                 drained = true;
2423                 goto retry;
2424         }
2425
2426         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2427                 goto nomem;
2428         /*
2429          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2430          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2431          * before killing the task.
2432          *
2433          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2434          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2435          * to regular pages anyway in case of failure.
2436          */
2437         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2438                 goto retry;
2439         /*
2440          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2441          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2442          */
2443         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2444                 goto retry;
2445
2446         if (nr_retries--)
2447                 goto retry;
2448
2449         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2450                 goto nomem;
2451
2452         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2453                 goto force;
2454
2455         if (fatal_signal_pending(current))
2456                 goto force;
2457
2458         /*
2459          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2460          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2461          * couldn't make any progress.
2462          */
2463         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2464                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2465         switch (oom_status) {
2466         case OOM_SUCCESS:
2467                 nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2468                 goto retry;
2469         case OOM_FAILED:
2470                 goto force;
2471         default:
2472                 goto nomem;
2473         }
2474 nomem:
2475         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2476                 return -ENOMEM;
2477 force:
2478         /*
2479          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2480          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2481          * temporarily by force charging it.
2482          */
2483         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2484         if (do_memsw_account())
2485                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2486         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
2487
2488         return 0;
2489
2490 done_restock:
2491         css_get_many(&memcg->css, batch);
2492         if (batch > nr_pages)
2493                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2494
2495         /*
2496          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2497          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2498          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2499          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2500          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2501          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2502          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2503          */
2504         do {
2505                 if (page_counter_read(&memcg->memory) > memcg->high) {
2506                         /* Don't bother a random interrupted task */
2507                         if (in_interrupt()) {
2508                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2509                                 break;
2510                         }
2511                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2512                         set_notify_resume(current);
2513                         break;
2514                 }
2515         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2516
2517         return 0;
2518 }
2519
2520 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2521 {
2522         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2523                 return;
2524
2525         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2526         if (do_memsw_account())
2527                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2528
2529         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2530 }
2531
2532 static void lock_page_lru(struct page *page, int *isolated)
2533 {
2534         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2535
2536         spin_lock_irq(&pgdat->lru_lock);
2537         if (PageLRU(page)) {
2538                 struct lruvec *lruvec;
2539
2540                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2541                 ClearPageLRU(page);
2542                 del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2543                 *isolated = 1;
2544         } else
2545                 *isolated = 0;
2546 }
2547
2548 static void unlock_page_lru(struct page *page, int isolated)
2549 {
2550         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
2551
2552         if (isolated) {
2553                 struct lruvec *lruvec;
2554
2555                 lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page, pgdat);
2556                 VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
2557                 SetPageLRU(page);
2558                 add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2559         }
2560         spin_unlock_irq(&pgdat->lru_lock);
2561 }
2562
2563 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2564                           bool lrucare)
2565 {
2566         int isolated;
2567
2568         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2569
2570         /*
2571          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2572          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2573          */
2574         if (lrucare)
2575                 lock_page_lru(page, &isolated);
2576
2577         /*
2578          * Nobody should be changing or seriously looking at
2579          * page->mem_cgroup at this point:
2580          *
2581          * - the page is uncharged
2582          *
2583          * - the page is off-LRU
2584          *
2585          * - an anonymous fault has exclusive page access, except for
2586          *   a locked page table
2587          *
2588          * - a page cache insertion, a swapin fault, or a migration
2589          *   have the page locked
2590          */
2591         page->mem_cgroup = memcg;
2592
2593         if (lrucare)
2594                 unlock_page_lru(page, isolated);
2595 }
2596
2597 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2598 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2599 {
2600         int id, size;
2601         int err;
2602
2603         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2604                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2605         if (id < 0)
2606                 return id;
2607
2608         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2609                 return id;
2610
2611         /*
2612          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2613          * so we have to grow them.
2614          */
2615         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2616
2617         size = 2 * (id + 1);
2618         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2619                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2620         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2621                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2622
2623         err = memcg_update_all_caches(size);
2624         if (!err)
2625                 err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2626         if (!err)
2627                 memcg_nr_cache_ids = size;
2628
2629         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2630
2631         if (err) {
2632                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2633                 return err;
2634         }
2635         return id;
2636 }
2637
2638 static void memcg_free_cache_id(int id)
2639 {
2640         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2641 }
2642
2643 struct memcg_kmem_cache_create_work {
2644         struct mem_cgroup *memcg;
2645         struct kmem_cache *cachep;
2646         struct work_struct work;
2647 };
2648
2649 static void memcg_kmem_cache_create_func(struct work_struct *w)
2650 {
2651         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw =
2652                 container_of(w, struct memcg_kmem_cache_create_work, work);
2653         struct mem_cgroup *memcg = cw->memcg;
2654         struct kmem_cache *cachep = cw->cachep;
2655
2656         memcg_create_kmem_cache(memcg, cachep);
2657
2658         css_put(&memcg->css);
2659         kfree(cw);
2660 }
2661
2662 /*
2663  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
2664  */
2665 static void memcg_schedule_kmem_cache_create(struct mem_cgroup *memcg,
2666                                                struct kmem_cache *cachep)
2667 {
2668         struct memcg_kmem_cache_create_work *cw;
2669
2670         cw = kmalloc(sizeof(*cw), GFP_NOWAIT | __GFP_NOWARN);
2671         if (!cw)
2672                 return;
2673
2674         css_get(&memcg->css);
2675
2676         cw->memcg = memcg;
2677         cw->cachep = cachep;
2678         INIT_WORK(&cw->work, memcg_kmem_cache_create_func);
2679
2680         queue_work(memcg_kmem_cache_wq, &cw->work);
2681 }
2682
2683 static inline bool memcg_kmem_bypass(void)
2684 {
2685         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
2686                 return true;
2687         return false;
2688 }
2689
2690 /**
2691  * memcg_kmem_get_cache: select the correct per-memcg cache for allocation
2692  * @cachep: the original global kmem cache
2693  *
2694  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
2695  * We try to use the current memcg's version of the cache.
2696  *
2697  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it, we
2698  * create it asynchronously in a workqueue and let the current allocation
2699  * go through with the original cache.
2700  *
2701  * This function takes a reference to the cache it returns to assure it
2702  * won't get destroyed while we are working with it. Once the caller is
2703  * done with it, memcg_kmem_put_cache() must be called to release the
2704  * reference.
2705  */
2706 struct kmem_cache *memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep)
2707 {
2708         struct mem_cgroup *memcg;
2709         struct kmem_cache *memcg_cachep;
2710         int kmemcg_id;
2711
2712         VM_BUG_ON(!is_root_cache(cachep));
2713
2714         if (memcg_kmem_bypass())
2715                 return cachep;
2716
2717         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2718         kmemcg_id = READ_ONCE(memcg->kmemcg_id);
2719         if (kmemcg_id < 0)
2720                 goto out;
2721
2722         memcg_cachep = cache_from_memcg_idx(cachep, kmemcg_id);
2723         if (likely(memcg_cachep))
2724                 return memcg_cachep;
2725
2726         /*
2727          * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
2728          * context), we could be be predictable and return right away.
2729          * This would guarantee that the allocation being performed
2730          * already belongs in the new cache.
2731          *
2732          * However, there are some clashes that can arrive from locking.
2733          * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
2734          * memcg_create_kmem_cache, this means no further allocation
2735          * could happen with the slab_mutex held. So it's better to
2736          * defer everything.
2737          */
2738         memcg_schedule_kmem_cache_create(memcg, cachep);
2739 out:
2740         css_put(&memcg->css);
2741         return cachep;
2742 }
2743
2744 /**
2745  * memcg_kmem_put_cache: drop reference taken by memcg_kmem_get_cache
2746  * @cachep: the cache returned by memcg_kmem_get_cache
2747  */
2748 void memcg_kmem_put_cache(struct kmem_cache *cachep)
2749 {
2750         if (!is_root_cache(cachep))
2751                 css_put(&cachep->memcg_params.memcg->css);
2752 }
2753
2754 /**
2755  * __memcg_kmem_charge_memcg: charge a kmem page
2756  * @page: page to charge
2757  * @gfp: reclaim mode
2758  * @order: allocation order
2759  * @memcg: memory cgroup to charge
2760  *
2761  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2762  */
2763 int __memcg_kmem_charge_memcg(struct page *page, gfp_t gfp, int order,
2764                             struct mem_cgroup *memcg)
2765 {
2766         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2767         struct page_counter *counter;
2768         int ret;
2769
2770         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
2771         if (ret)
2772                 return ret;
2773
2774         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
2775             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
2776                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
2777                 return -ENOMEM;
2778         }
2779
2780         page->mem_cgroup = memcg;
2781
2782         return 0;
2783 }
2784
2785 /**
2786  * __memcg_kmem_charge: charge a kmem page to the current memory cgroup
2787  * @page: page to charge
2788  * @gfp: reclaim mode
2789  * @order: allocation order
2790  *
2791  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2792  */
2793 int __memcg_kmem_charge(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
2794 {
2795         struct mem_cgroup *memcg;
2796         int ret = 0;
2797
2798         if (memcg_kmem_bypass())
2799                 return 0;
2800
2801         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
2802         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2803                 ret = __memcg_kmem_charge_memcg(page, gfp, order, memcg);
2804                 if (!ret)
2805                         __SetPageKmemcg(page);
2806         }
2807         css_put(&memcg->css);
2808         return ret;
2809 }
2810
2811 /**
2812  * __memcg_kmem_uncharge_memcg: uncharge a kmem page
2813  * @memcg: memcg to uncharge
2814  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2815  */
2816 void __memcg_kmem_uncharge_memcg(struct mem_cgroup *memcg,
2817                                  unsigned int nr_pages)
2818 {
2819         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2820                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2821
2822         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2823         if (do_memsw_account())
2824                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2825 }
2826 /**
2827  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a kmem page
2828  * @page: page to uncharge
2829  * @order: allocation order
2830  */
2831 void __memcg_kmem_uncharge(struct page *page, int order)
2832 {
2833         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
2834         unsigned int nr_pages = 1 << order;
2835
2836         if (!memcg)
2837                 return;
2838
2839         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
2840         __memcg_kmem_uncharge_memcg(memcg, nr_pages);
2841         page->mem_cgroup = NULL;
2842
2843         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
2844         if (PageKmemcg(page))
2845                 __ClearPageKmemcg(page);
2846
2847         css_put_many(&memcg->css, nr_pages);
2848 }
2849 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2850
2851 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2852
2853 /*
2854  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2855  * pgdat->lru_lock and migration entries setup in all page mappings.
2856  */
2857 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2858 {
2859         int i;
2860
2861         if (mem_cgroup_disabled())
2862                 return;
2863
2864         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++)
2865                 head[i].mem_cgroup = head->mem_cgroup;
2866
2867         __mod_memcg_state(head->mem_cgroup, MEMCG_RSS_HUGE, -HPAGE_PMD_NR);
2868 }
2869 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2870
2871 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
2872 /**
2873  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
2874  * @entry: swap entry to be moved
2875  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
2876  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
2877  *
2878  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
2879  * as the mem_cgroup's id of @from.
2880  *
2881  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
2882  *
2883  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
2884  * both res and memsw, and called css_get().
2885  */
2886 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2887                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2888 {
2889         unsigned short old_id, new_id;
2890
2891         old_id = mem_cgroup_id(from);
2892         new_id = mem_cgroup_id(to);
2893
2894         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
2895                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
2896                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
2897                 return 0;
2898         }
2899         return -EINVAL;
2900 }
2901 #else
2902 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
2903                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
2904 {
2905         return -EINVAL;
2906 }
2907 #endif
2908
2909 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
2910
2911 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
2912                                  unsigned long max, bool memsw)
2913 {
2914         bool enlarge = false;
2915         bool drained = false;
2916         int ret;
2917         bool limits_invariant;
2918         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
2919
2920         do {
2921                 if (signal_pending(current)) {
2922                         ret = -EINTR;
2923                         break;
2924                 }
2925
2926                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
2927                 /*
2928                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
2929                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
2930                  */
2931                 limits_invariant = memsw ? max >= memcg->memory.max :
2932                                            max <= memcg->memsw.max;
2933                 if (!limits_invariant) {
2934                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2935                         ret = -EINVAL;
2936                         break;
2937                 }
2938                 if (max > counter->max)
2939                         enlarge = true;
2940                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
2941                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
2942
2943                 if (!ret)
2944                         break;
2945
2946                 if (!drained) {
2947                         drain_all_stock(memcg);
2948                         drained = true;
2949                         continue;
2950                 }
2951
2952                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
2953                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
2954                         ret = -EBUSY;
2955                         break;
2956                 }
2957         } while (true);
2958
2959         if (!ret && enlarge)
2960                 memcg_oom_recover(memcg);
2961
2962         return ret;
2963 }
2964
2965 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
2966                                             gfp_t gfp_mask,
2967                                             unsigned long *total_scanned)
2968 {
2969         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2970         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
2971         unsigned long reclaimed;
2972         int loop = 0;
2973         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
2974         unsigned long excess;
2975         unsigned long nr_scanned;
2976
2977         if (order > 0)
2978                 return 0;
2979
2980         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
2981
2982         /*
2983          * Do not even bother to check the largest node if the root
2984          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
2985          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
2986          */
2987         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
2988                 return 0;
2989
2990         /*
2991          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
2992          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
2993          * pressure
2994          */
2995         do {
2996                 if (next_mz)
2997                         mz = next_mz;
2998                 else
2999                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3000                 if (!mz)
3001                         break;
3002
3003                 nr_scanned = 0;
3004                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3005                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3006                 nr_reclaimed += reclaimed;
3007                 *total_scanned += nr_scanned;
3008                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3009                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3010
3011                 /*
3012                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3013                  * it is time to move on to the next cgroup
3014                  */
3015                 next_mz = NULL;
3016                 if (!reclaimed)
3017                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3018
3019                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3020                 /*
3021                  * One school of thought says that we should not add
3022                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3023                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3024                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3025                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3026                  * term TODO.
3027                  */
3028                 /* If excess == 0, no tree ops */
3029                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3030                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3031                 css_put(&mz->memcg->css);
3032                 loop++;
3033                 /*
3034                  * Could not reclaim anything and there are no more
3035                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3036                  * reclaiming anything.
3037                  */
3038                 if (!nr_reclaimed &&
3039                         (next_mz == NULL ||
3040                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3041                         break;
3042         } while (!nr_reclaimed);
3043         if (next_mz)
3044                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3045         return nr_reclaimed;
3046 }
3047
3048 /*
3049  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3050  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3051  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3052  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsiblity.
3053  */
3054 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3055 {
3056         bool ret;
3057
3058         rcu_read_lock();
3059         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3060         rcu_read_unlock();
3061         return ret;
3062 }
3063
3064 /*
3065  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3066  *
3067  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3068  */
3069 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3070 {
3071         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3072
3073         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3074         lru_add_drain_all();
3075
3076         drain_all_stock(memcg);
3077
3078         /* try to free all pages in this cgroup */
3079         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3080                 int progress;
3081
3082                 if (signal_pending(current))
3083                         return -EINTR;
3084
3085                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3086                                                         GFP_KERNEL, true);
3087                 if (!progress) {
3088                         nr_retries--;
3089                         /* maybe some writeback is necessary */
3090                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3091                 }
3092
3093         }
3094
3095         return 0;
3096 }
3097
3098 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3099                                             char *buf, size_t nbytes,
3100                                             loff_t off)
3101 {
3102         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3103
3104         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3105                 return -EINVAL;
3106         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3107 }
3108
3109 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3110                                      struct cftype *cft)
3111 {
3112         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3113 }
3114
3115 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3116                                       struct cftype *cft, u64 val)
3117 {
3118         int retval = 0;
3119         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3120         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3121
3122         if (memcg->use_hierarchy == val)
3123                 return 0;
3124
3125         /*
3126          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3127          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3128          * occur, provided the current cgroup has no children.
3129          *
3130          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3131          * set if there are no children.
3132          */
3133         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3134                                 (val == 1 || val == 0)) {
3135                 if (!memcg_has_children(memcg))
3136                         memcg->use_hierarchy = val;
3137                 else
3138                         retval = -EBUSY;
3139         } else
3140                 retval = -EINVAL;
3141
3142         return retval;
3143 }
3144
3145 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3146 {
3147         unsigned long val;
3148
3149         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3150                 val = memcg_page_state(memcg, MEMCG_CACHE) +
3151                         memcg_page_state(memcg, MEMCG_RSS);
3152                 if (swap)
3153                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3154         } else {
3155                 if (!swap)
3156                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3157                 else
3158                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3159         }
3160         return val;
3161 }
3162
3163 enum {
3164         RES_USAGE,
3165         RES_LIMIT,
3166         RES_MAX_USAGE,
3167         RES_FAILCNT,
3168         RES_SOFT_LIMIT,
3169 };
3170
3171 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3172                                struct cftype *cft)
3173 {
3174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3175         struct page_counter *counter;
3176
3177         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3178         case _MEM:
3179                 counter = &memcg->memory;
3180                 break;
3181         case _MEMSWAP:
3182                 counter = &memcg->memsw;
3183                 break;
3184         case _KMEM:
3185                 counter = &memcg->kmem;
3186                 break;
3187         case _TCP:
3188                 counter = &memcg->tcpmem;
3189                 break;
3190         default:
3191                 BUG();
3192         }
3193
3194         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3195         case RES_USAGE:
3196                 if (counter == &memcg->memory)
3197                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3198                 if (counter == &memcg->memsw)
3199                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3200                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3201         case RES_LIMIT:
3202                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3203         case RES_MAX_USAGE:
3204                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3205         case RES_FAILCNT:
3206                 return counter->failcnt;
3207         case RES_SOFT_LIMIT:
3208                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3209         default:
3210                 BUG();
3211         }
3212 }
3213
3214 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3215 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3216 {
3217         int memcg_id;
3218
3219         if (cgroup_memory_nokmem)
3220                 return 0;
3221
3222         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3223         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3224
3225         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3226         if (memcg_id < 0)
3227                 return memcg_id;
3228
3229         static_branch_inc(&memcg_kmem_enabled_key);
3230         /*
3231          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3232          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3233          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3234          * patched.
3235          */
3236         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3237         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3238         INIT_LIST_HEAD(&memcg->kmem_caches);
3239
3240         return 0;
3241 }
3242
3243 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3244 {
3245         struct cgroup_subsys_state *css;
3246         struct mem_cgroup *parent, *child;
3247         int kmemcg_id;
3248
3249         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3250                 return;
3251         /*
3252          * Clear the online state before clearing memcg_caches array
3253          * entries. The slab_mutex in memcg_deactivate_kmem_caches()
3254          * guarantees that no cache will be created for this cgroup
3255          * after we are done (see memcg_create_kmem_cache()).
3256          */
3257         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3258
3259         memcg_deactivate_kmem_caches(memcg);
3260
3261         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3262         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3263
3264         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3265         if (!parent)
3266                 parent = root_mem_cgroup;
3267
3268         /*
3269          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3270          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3271          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3272          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3273          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3274          * memcg_drain_all_list_lrus().
3275          */
3276         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3277         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3278                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3279                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3280                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3281                 if (!memcg->use_hierarchy)
3282                         break;
3283         }
3284         rcu_read_unlock();
3285
3286         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3287
3288         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3289 }
3290
3291 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3292 {
3293         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3294         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3295                 memcg_offline_kmem(memcg);
3296
3297         if (memcg->kmem_state == KMEM_ALLOCATED) {
3298                 memcg_destroy_kmem_caches(memcg);
3299                 static_branch_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
3300                 WARN_ON(page_counter_read(&memcg->kmem));
3301         }
3302 }
3303 #else
3304 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3305 {
3306         return 0;
3307 }
3308 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3309 {
3310 }
3311 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3312 {
3313 }
3314 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3315
3316 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3317                                  unsigned long max)
3318 {
3319         int ret;
3320
3321         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3322         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3323         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3324         return ret;
3325 }
3326
3327 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3328 {
3329         int ret;
3330
3331         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3332
3333         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3334         if (ret)
3335                 goto out;
3336
3337         if (!memcg->tcpmem_active) {
3338                 /*
3339                  * The active flag needs to be written after the static_key
3340                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3341                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3342                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3343                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3344                  *
3345                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3346                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3347                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3348                  * yet, we'll lose accounting.
3349                  *
3350                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3351                  * because when this value change, the code to process it is not
3352                  * patched in yet.
3353                  */
3354                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3355                 memcg->tcpmem_active = true;
3356         }
3357 out:
3358         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3359         return ret;
3360 }
3361
3362 /*
3363  * The user of this function is...
3364  * RES_LIMIT.
3365  */
3366 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3367                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3368 {
3369         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3370         unsigned long nr_pages;
3371         int ret;
3372
3373         buf = strstrip(buf);
3374         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3375         if (ret)
3376                 return ret;
3377
3378         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3379         case RES_LIMIT:
3380                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3381                         ret = -EINVAL;
3382                         break;
3383                 }
3384                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3385                 case _MEM:
3386                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3387                         break;
3388                 case _MEMSWAP:
3389                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3390                         break;
3391                 case _KMEM:
3392                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3393                         break;
3394                 case _TCP:
3395                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3396                         break;
3397                 }
3398                 break;
3399         case RES_SOFT_LIMIT:
3400                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3401                 ret = 0;
3402                 break;
3403         }
3404         return ret ?: nbytes;
3405 }
3406
3407 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3408                                 size_t nbytes, loff_t off)
3409 {
3410         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3411         struct page_counter *counter;
3412
3413         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3414         case _MEM:
3415                 counter = &memcg->memory;
3416                 break;
3417         case _MEMSWAP:
3418                 counter = &memcg->memsw;
3419                 break;
3420         case _KMEM:
3421                 counter = &memcg->kmem;
3422                 break;
3423         case _TCP:
3424                 counter = &memcg->tcpmem;
3425                 break;
3426         default:
3427                 BUG();
3428         }
3429
3430         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3431         case RES_MAX_USAGE:
3432                 page_counter_reset_watermark(counter);
3433                 break;
3434         case RES_FAILCNT:
3435                 counter->failcnt = 0;
3436                 break;
3437         default:
3438                 BUG();
3439         }
3440
3441         return nbytes;
3442 }
3443
3444 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3445                                         struct cftype *cft)
3446 {
3447         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3448 }
3449
3450 #ifdef CONFIG_MMU
3451 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3452                                         struct cftype *cft, u64 val)
3453 {
3454         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3455
3456         if (val & ~MOVE_MASK)
3457                 return -EINVAL;
3458
3459         /*
3460          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3461          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3462          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3463          * affect task migrations starting after the change.
3464          */
3465         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3466         return 0;
3467 }
3468 #else
3469 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3470                                         struct cftype *cft, u64 val)
3471 {
3472         return -ENOSYS;
3473 }
3474 #endif
3475
3476 #ifdef CONFIG_NUMA
3477
3478 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3479 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3480 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3481
3482 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3483                                            int nid, unsigned int lru_mask)
3484 {
3485         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(NODE_DATA(nid), memcg);
3486         unsigned long nr = 0;
3487         enum lru_list lru;
3488
3489         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3490
3491         for_each_lru(lru) {
3492                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3493                         continue;
3494                 nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3495         }
3496         return nr;
3497 }
3498
3499 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3500                                              unsigned int lru_mask)
3501 {
3502         unsigned long nr = 0;
3503         enum lru_list lru;
3504
3505         for_each_lru(lru) {
3506                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3507                         continue;
3508                 nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3509         }
3510         return nr;
3511 }
3512
3513 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3514 {
3515         struct numa_stat {
3516                 const char *name;
3517                 unsigned int lru_mask;
3518         };
3519
3520         static const struct numa_stat stats[] = {
3521                 { "total", LRU_ALL },
3522                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3523                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3524                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3525         };
3526         const struct numa_stat *stat;
3527         int nid;
3528         unsigned long nr;
3529         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3530
3531         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3532                 nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask);
3533                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name, nr);
3534                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3535                         nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3536                                                           stat->lru_mask);
3537                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3538                 }
3539                 seq_putc(m, '\n');
3540         }
3541
3542         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3543                 struct mem_cgroup *iter;
3544
3545                 nr = 0;
3546                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3547                         nr += mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, stat->lru_mask);
3548                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name, nr);
3549                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
3550                         nr = 0;
3551                         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3552                                 nr += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(
3553                                         iter, nid, stat->lru_mask);
3554                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, nr);
3555                 }
3556                 seq_putc(m, '\n');
3557         }
3558
3559         return 0;
3560 }
3561 #endif /* CONFIG_NUMA */
3562
3563 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3564         MEMCG_CACHE,
3565         MEMCG_RSS,
3566         MEMCG_RSS_HUGE,
3567         NR_SHMEM,
3568         NR_FILE_MAPPED,
3569         NR_FILE_DIRTY,
3570         NR_WRITEBACK,
3571         MEMCG_SWAP,
3572 };
3573
3574 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3575         "cache",
3576         "rss",
3577         "rss_huge",
3578         "shmem",
3579         "mapped_file",
3580         "dirty",
3581         "writeback",
3582         "swap",
3583 };
3584
3585 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3586 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3587         PGPGIN,
3588         PGPGOUT,
3589         PGFAULT,
3590         PGMAJFAULT,
3591 };
3592
3593 static const char *const memcg1_event_names[] = {
3594         "pgpgin",
3595         "pgpgout",
3596         "pgfault",
3597         "pgmajfault",
3598 };
3599
3600 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3601 {
3602         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3603         unsigned long memory, memsw;
3604         struct mem_cgroup *mi;
3605         unsigned int i;
3606
3607         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3608         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(mem_cgroup_lru_names) != NR_LRU_LISTS);
3609
3610         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3611                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3612                         continue;
3613                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i],
3614                            memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]) *
3615                            PAGE_SIZE);
3616         }
3617
3618         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3619                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_event_names[i],
3620                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3621
3622         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3623                 seq_printf(m, "%s %lu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3624                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3625                            PAGE_SIZE);
3626
3627         /* Hierarchical information */
3628         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3629         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3630                 memory = min(memory, mi->memory.max);
3631                 memsw = min(memsw, mi->memsw.max);
3632         }
3633         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3634                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3635         if (do_memsw_account())
3636                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3637                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3638
3639         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3640                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3641                         continue;
3642                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
3643                            (u64)memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]) *
3644                            PAGE_SIZE);
3645         }
3646
3647         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3648                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_event_names[i],
3649                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
3650
3651         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3652                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", mem_cgroup_lru_names[i],
3653                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3654                            PAGE_SIZE);
3655
3656 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3657         {
3658                 pg_data_t *pgdat;
3659                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
3660                 struct zone_reclaim_stat *rstat;
3661                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
3662                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
3663
3664                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
3665                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
3666                         rstat = &mz->lruvec.reclaim_stat;
3667
3668                         recent_rotated[0] += rstat->recent_rotated[0];
3669                         recent_rotated[1] += rstat->recent_rotated[1];
3670                         recent_scanned[0] += rstat->recent_scanned[0];
3671                         recent_scanned[1] += rstat->recent_scanned[1];
3672                 }
3673                 seq_printf(m, "recent_rotated_anon %lu\n", recent_rotated[0]);
3674                 seq_printf(m, "recent_rotated_file %lu\n", recent_rotated[1]);
3675                 seq_printf(m, "recent_scanned_anon %lu\n", recent_scanned[0]);
3676                 seq_printf(m, "recent_scanned_file %lu\n", recent_scanned[1]);
3677         }
3678 #endif
3679
3680         return 0;
3681 }
3682
3683 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3684                                       struct cftype *cft)
3685 {
3686         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3687
3688         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
3689 }
3690
3691 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3692                                        struct cftype *cft, u64 val)
3693 {
3694         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3695
3696         if (val > 100)
3697                 return -EINVAL;
3698
3699         if (css->parent)
3700                 memcg->swappiness = val;
3701         else
3702                 vm_swappiness = val;
3703
3704         return 0;
3705 }
3706
3707 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3708 {
3709         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
3710         unsigned long usage;
3711         int i;
3712
3713         rcu_read_lock();
3714         if (!swap)
3715                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
3716         else
3717                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
3718
3719         if (!t)
3720                 goto unlock;
3721
3722         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
3723
3724         /*
3725          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
3726          * If it's not true, a threshold was crossed after last
3727          * call of __mem_cgroup_threshold().
3728          */
3729         i = t->current_threshold;
3730
3731         /*
3732          * Iterate backward over array of thresholds starting from
3733          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
3734          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
3735          * only one element of the array here.
3736          */
3737         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
3738                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3739
3740         /* i = current_threshold + 1 */
3741         i++;
3742
3743         /*
3744          * Iterate forward over array of thresholds starting from
3745          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
3746          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
3747          * only one element of the array here.
3748          */
3749         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
3750                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
3751
3752         /* Update current_threshold */
3753         t->current_threshold = i - 1;
3754 unlock:
3755         rcu_read_unlock();
3756 }
3757
3758 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
3759 {
3760         while (memcg) {
3761                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
3762                 if (do_memsw_account())
3763                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
3764
3765                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
3766         }
3767 }
3768
3769 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
3770 {
3771         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
3772         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
3773
3774         if (_a->threshold > _b->threshold)
3775                 return 1;
3776
3777         if (_a->threshold < _b->threshold)
3778                 return -1;
3779
3780         return 0;
3781 }
3782
3783 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
3784 {
3785         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
3786
3787         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3788
3789         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
3790                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
3791
3792         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
3793         return 0;
3794 }
3795
3796 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
3797 {
3798         struct mem_cgroup *iter;
3799
3800         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3801                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
3802 }
3803
3804 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3805         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
3806 {
3807         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3808         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3809         unsigned long threshold;
3810         unsigned long usage;
3811         int i, size, ret;
3812
3813         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
3814         if (ret)
3815                 return ret;
3816
3817         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3818
3819         if (type == _MEM) {
3820                 thresholds = &memcg->thresholds;
3821                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3822         } else if (type == _MEMSWAP) {
3823                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3824                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3825         } else
3826                 BUG();
3827
3828         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
3829         if (thresholds->primary)
3830                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3831
3832         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
3833
3834         /* Allocate memory for new array of thresholds */
3835         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
3836         if (!new) {
3837                 ret = -ENOMEM;
3838                 goto unlock;
3839         }
3840         new->size = size;
3841
3842         /* Copy thresholds (if any) to new array */
3843         if (thresholds->primary) {
3844                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
3845                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
3846         }
3847
3848         /* Add new threshold */
3849         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
3850         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
3851
3852         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
3853         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
3854                         compare_thresholds, NULL);
3855
3856         /* Find current threshold */
3857         new->current_threshold = -1;
3858         for (i = 0; i < size; i++) {
3859                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
3860                         /*
3861                          * new->current_threshold will not be used until
3862                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3863                          * it here.
3864                          */
3865                         ++new->current_threshold;
3866                 } else
3867                         break;
3868         }
3869
3870         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
3871         kfree(thresholds->spare);
3872         thresholds->spare = thresholds->primary;
3873
3874         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3875
3876         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3877         synchronize_rcu();
3878
3879 unlock:
3880         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3881
3882         return ret;
3883 }
3884
3885 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3886         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3887 {
3888         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
3889 }
3890
3891 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3892         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3893 {
3894         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
3895 }
3896
3897 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3898         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
3899 {
3900         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
3901         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
3902         unsigned long usage;
3903         int i, j, size;
3904
3905         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
3906
3907         if (type == _MEM) {
3908                 thresholds = &memcg->thresholds;
3909                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3910         } else if (type == _MEMSWAP) {
3911                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
3912                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3913         } else
3914                 BUG();
3915
3916         if (!thresholds->primary)
3917                 goto unlock;
3918
3919         /* Check if a threshold crossed before removing */
3920         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
3921
3922         /* Calculate new number of threshold */
3923         size = 0;
3924         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3925                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
3926                         size++;
3927         }
3928
3929         new = thresholds->spare;
3930
3931         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
3932         if (!size) {
3933                 kfree(new);
3934                 new = NULL;
3935                 goto swap_buffers;
3936         }
3937
3938         new->size = size;
3939
3940         /* Copy thresholds and find current threshold */
3941         new->current_threshold = -1;
3942         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
3943                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
3944                         continue;
3945
3946                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
3947                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
3948                         /*
3949                          * new->current_threshold will not be used
3950                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
3951                          * it here.
3952                          */
3953                         ++new->current_threshold;
3954                 }
3955                 j++;
3956         }
3957
3958 swap_buffers:
3959         /* Swap primary and spare array */
3960         thresholds->spare = thresholds->primary;
3961
3962         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
3963
3964         /* To be sure that nobody uses thresholds */
3965         synchronize_rcu();
3966
3967         /* If all events are unregistered, free the spare array */
3968         if (!new) {
3969                 kfree(thresholds->spare);
3970                 thresholds->spare = NULL;
3971         }
3972 unlock:
3973         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
3974 }
3975
3976 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3977         struct eventfd_ctx *eventfd)
3978 {
3979         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
3980 }
3981
3982 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
3983         struct eventfd_ctx *eventfd)
3984 {
3985         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
3986 }
3987
3988 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
3989         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
3990 {
3991         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
3992
3993         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
3994         if (!event)
3995                 return -ENOMEM;
3996
3997         spin_lock(&memcg_oom_lock);
3998
3999         event->eventfd = eventfd;
4000         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4001
4002         /* already in OOM ? */
4003         if (memcg->under_oom)
4004                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4005         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4006
4007         return 0;
4008 }
4009
4010 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4011         struct eventfd_ctx *eventfd)
4012 {
4013         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4014
4015         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4016
4017         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4018                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4019                         list_del(&ev->list);
4020                         kfree(ev);
4021                 }
4022         }
4023
4024         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4025 }
4026
4027 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4028 {
4029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4030
4031         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4032         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4033         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4034                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4035         return 0;
4036 }
4037
4038 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4039         struct cftype *cft, u64 val)
4040 {
4041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4042
4043         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4044         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4045                 return -EINVAL;
4046
4047         memcg->oom_kill_disable = val;
4048         if (!val)
4049                 memcg_oom_recover(memcg);
4050
4051         return 0;
4052 }
4053
4054 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4055
4056 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4057 {
4058         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4059 }
4060
4061 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4062 {
4063         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4064 }
4065
4066 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4067 {
4068         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4069 }
4070
4071 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4072 {
4073         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4074
4075         if (!memcg->css.parent)
4076                 return NULL;
4077
4078         return &memcg->cgwb_domain;
4079 }
4080
4081 /*
4082  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4083  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4084  */
4085 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4086 {
4087         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4088         int cpu;
4089
4090         for_each_online_cpu(cpu)
4091                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4092         if (x < 0)
4093                 x = 0;
4094         return x;
4095 }
4096
4097 /**
4098  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4099  * @wb: bdi_writeback in question
4100  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4101  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4102  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4103  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4104  *
4105  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4106  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4107  * is a bit more involved.
4108  *
4109  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4110  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4111  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4112  * available memory in the system.  The caller should further cap
4113  * *@pheadroom accordingly.
4114  */
4115 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4116                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4117                          unsigned long *pwriteback)
4118 {
4119         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4120         struct mem_cgroup *parent;
4121
4122         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4123
4124         /* this should eventually include NR_UNSTABLE_NFS */
4125         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4126         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4127                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4128         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4129
4130         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4131                 unsigned long ceiling = min(memcg->memory.max, memcg->high);
4132                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4133
4134                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4135                 memcg = parent;
4136         }
4137 }
4138
4139 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4140
4141 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4142 {
4143         return 0;
4144 }
4145
4146 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4147 {
4148 }
4149
4150 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4151 {
4152 }
4153
4154 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4155
4156 /*
4157  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4158  *
4159  * "cgroup.event_control" implementation.
4160  *
4161  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4162  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4163  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4164  *
4165  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4166  * possible.
4167  */
4168
4169 /*
4170  * Unregister event and free resources.
4171  *
4172  * Gets called from workqueue.
4173  */
4174 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4175 {
4176         struct mem_cgroup_event *event =
4177                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4178         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4179
4180         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4181
4182         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4183
4184         /* Notify userspace the event is going away. */
4185         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4186
4187         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4188         kfree(event);
4189         css_put(&memcg->css);
4190 }
4191
4192 /*
4193  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4194  *
4195  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4196  */
4197 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4198                             int sync, void *key)
4199 {
4200         struct mem_cgroup_event *event =
4201                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4202         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4203         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4204
4205         if (flags & EPOLLHUP) {
4206                 /*
4207                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4208                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4209                  * for us.
4210                  *
4211                  * We can't race against event freeing since the other
4212                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4213                  * which we hold.
4214                  */
4215                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4216                 if (!list_empty(&event->list)) {
4217                         list_del_init(&event->list);
4218                         /*
4219                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4220                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4221                          */
4222                         schedule_work(&event->remove);
4223                 }
4224                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4225         }
4226
4227         return 0;
4228 }
4229
4230 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4231                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4232 {
4233         struct mem_cgroup_event *event =
4234                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4235
4236         event->wqh = wqh;
4237         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4238 }
4239
4240 /*
4241  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4242  *
4243  * Parse input and register new cgroup event handler.
4244  *
4245  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4246  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4247  */
4248 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4249                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4250 {
4251         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4252         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4253         struct mem_cgroup_event *event;
4254         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4255         unsigned int efd, cfd;
4256         struct fd efile;
4257         struct fd cfile;
4258         const char *name;
4259         char *endp;
4260         int ret;
4261
4262         buf = strstrip(buf);
4263
4264         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4265         if (*endp != ' ')
4266                 return -EINVAL;
4267         buf = endp + 1;
4268
4269         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4270         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4271                 return -EINVAL;
4272         buf = endp + 1;
4273
4274         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4275         if (!event)
4276                 return -ENOMEM;
4277
4278         event->memcg = memcg;
4279         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4280         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4281         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4282         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4283
4284         efile = fdget(efd);
4285         if (!efile.file) {
4286                 ret = -EBADF;
4287                 goto out_kfree;
4288         }
4289
4290         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4291         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4292                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4293                 goto out_put_efile;
4294         }
4295
4296         cfile = fdget(cfd);
4297         if (!cfile.file) {
4298                 ret = -EBADF;
4299                 goto out_put_eventfd;
4300         }
4301
4302         /* the process need read permission on control file */
4303         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4304         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4305         if (ret < 0)
4306                 goto out_put_cfile;
4307
4308         /*
4309          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4310          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4311          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4312          * is for compatibility anyway.
4313          *
4314          * DO NOT ADD NEW FILES.
4315          */
4316         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4317
4318         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4319                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4320                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4321         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4322                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4323                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4324         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4325                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4326                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4327         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4328                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4329                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4330         } else {
4331                 ret = -EINVAL;
4332                 goto out_put_cfile;
4333         }
4334
4335         /*
4336          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4337          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4338          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4339          */
4340         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4341                                                &memory_cgrp_subsys);
4342         ret = -EINVAL;
4343         if (IS_ERR(cfile_css))
4344                 goto out_put_cfile;
4345         if (cfile_css != css) {
4346                 css_put(cfile_css);
4347                 goto out_put_cfile;
4348         }
4349
4350         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4351         if (ret)
4352                 goto out_put_css;
4353
4354         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4355
4356         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4357         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4358         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4359
4360         fdput(cfile);
4361         fdput(efile);
4362
4363         return nbytes;
4364
4365 out_put_css:
4366         css_put(css);
4367 out_put_cfile:
4368         fdput(cfile);
4369 out_put_eventfd:
4370         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4371 out_put_efile:
4372         fdput(efile);
4373 out_kfree:
4374         kfree(event);
4375
4376         return ret;
4377 }
4378
4379 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4380         {
4381                 .name = "usage_in_bytes",
4382                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4383                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4384         },
4385         {
4386                 .name = "max_usage_in_bytes",
4387                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4388                 .write = mem_cgroup_reset,
4389                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4390         },
4391         {
4392                 .name = "limit_in_bytes",
4393                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4394                 .write = mem_cgroup_write,
4395                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4396         },
4397         {
4398                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4399                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4400                 .write = mem_cgroup_write,
4401                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4402         },
4403         {
4404                 .name = "failcnt",
4405                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4406                 .write = mem_cgroup_reset,
4407                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4408         },
4409         {
4410                 .name = "stat",
4411                 .seq_show = memcg_stat_show,
4412         },
4413         {
4414                 .name = "force_empty",
4415                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4416         },
4417         {
4418                 .name = "use_hierarchy",
4419                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4420                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4421         },
4422         {
4423                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4424                 .write = memcg_write_event_control,
4425                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4426         },
4427         {
4428                 .name = "swappiness",
4429                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4430                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4431         },
4432         {
4433                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4434                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4435                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4436         },
4437         {
4438                 .name = "oom_control",
4439                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4440                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4441                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4442         },
4443         {
4444                 .name = "pressure_level",
4445         },
4446 #ifdef CONFIG_NUMA
4447         {
4448                 .name = "numa_stat",
4449                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4450         },
4451 #endif
4452         {
4453                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4454                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4455                 .write = mem_cgroup_write,
4456                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4457         },
4458         {
4459                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4460                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4461                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4462         },
4463         {
4464                 .name = "kmem.failcnt",
4465                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4466                 .write = mem_cgroup_reset,
4467                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4468         },
4469         {
4470                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4471                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4472                 .write = mem_cgroup_reset,
4473                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4474         },
4475 #if defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
4476         {
4477                 .name = "kmem.slabinfo",
4478                 .seq_start = memcg_slab_start,
4479                 .seq_next = memcg_slab_next,
4480                 .seq_stop = memcg_slab_stop,
4481                 .seq_show = memcg_slab_show,
4482         },
4483 #endif
4484         {
4485                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4486                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4487                 .write = mem_cgroup_write,
4488                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4489         },
4490         {
4491                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4492                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4493                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4494         },
4495         {
4496                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4497                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4498                 .write = mem_cgroup_reset,
4499                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4500         },
4501         {
4502                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4503                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4504                 .write = mem_cgroup_reset,
4505                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4506         },
4507         { },    /* terminate */
4508 };
4509
4510 /*
4511  * Private memory cgroup IDR
4512  *
4513  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4514  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4515  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4516  * memory-controlled cgroups to 64k.
4517  *
4518  * However, there usually are many references to the oflline CSS after
4519  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4520  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4521  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4522  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4523  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4524  *
4525  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4526  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4527  * when the CSS is offlined.
4528  *
4529  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
4530  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
4531  * those references are manageable from userspace.
4532  */
4533
4534 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
4535
4536 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
4537 {
4538         if (memcg->id.id > 0) {
4539                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
4540                 memcg->id.id = 0;
4541         }
4542 }
4543
4544 static void mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4545 {
4546         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
4547 }
4548
4549 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
4550 {
4551         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
4552                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4553
4554                 /* Memcg ID pins CSS */
4555                 css_put(&memcg->css);
4556         }
4557 }
4558
4559 static inline void mem_cgroup_id_get(struct mem_cgroup *memcg)
4560 {
4561         mem_cgroup_id_get_many(memcg, 1);
4562 }
4563
4564 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
4565 {
4566         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
4567 }
4568
4569 /**
4570  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
4571  * @id: the memcg id to look up
4572  *
4573  * Caller must hold rcu_read_lock().
4574  */
4575 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
4576 {
4577         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
4578         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
4579 }
4580
4581 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4582 {
4583         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4584         int tmp = node;
4585         /*
4586          * This routine is called against possible nodes.
4587          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4588          *
4589          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4590          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4591          *       function.
4592          */
4593         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4594                 tmp = -1;
4595         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4596         if (!pn)
4597                 return 1;
4598
4599         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4600         if (!pn->lruvec_stat_local) {
4601                 kfree(pn);
4602                 return 1;
4603         }
4604
4605         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu(struct lruvec_stat);
4606         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
4607                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4608                 kfree(pn);
4609                 return 1;
4610         }
4611
4612         lruvec_init(&pn->lruvec);
4613         pn->usage_in_excess = 0;
4614         pn->on_tree = false;
4615         pn->memcg = memcg;
4616
4617         memcg->nodeinfo[node] = pn;
4618         return 0;
4619 }
4620
4621 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4622 {
4623         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
4624
4625         if (!pn)
4626                 return;
4627
4628         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
4629         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
4630         kfree(pn);
4631 }
4632
4633 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4634 {
4635         int node;
4636
4637         for_each_node(node)
4638                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
4639         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
4640         free_percpu(memcg->vmstats_local);
4641         kfree(memcg);
4642 }
4643
4644 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4645 {
4646         memcg_wb_domain_exit(memcg);
4647         __mem_cgroup_free(memcg);
4648 }
4649
4650 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4651 {
4652         struct mem_cgroup *memcg;
4653         unsigned int size;
4654         int node;
4655
4656         size = sizeof(struct mem_cgroup);
4657         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
4658
4659         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4660         if (!memcg)
4661                 return NULL;
4662
4663         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
4664                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
4665                                  GFP_KERNEL);
4666         if (memcg->id.id < 0)
4667                 goto fail;
4668
4669         memcg->vmstats_local = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4670         if (!memcg->vmstats_local)
4671                 goto fail;
4672
4673         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu(struct memcg_vmstats_percpu);
4674         if (!memcg->vmstats_percpu)
4675                 goto fail;
4676
4677         for_each_node(node)
4678                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
4679                         goto fail;
4680
4681         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
4682                 goto fail;
4683
4684         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
4685         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4686         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4687         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4688         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
4689         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
4690         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
4691         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
4692         memcg->socket_pressure = jiffies;
4693 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
4694         memcg->kmemcg_id = -1;
4695 #endif
4696 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4697         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
4698 #endif
4699         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
4700         return memcg;
4701 fail:
4702         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4703         __mem_cgroup_free(memcg);
4704         return NULL;
4705 }
4706
4707 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4708 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
4709 {
4710         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
4711         struct mem_cgroup *memcg;
4712         long error = -ENOMEM;
4713
4714         memcg = mem_cgroup_alloc();
4715         if (!memcg)
4716                 return ERR_PTR(error);
4717
4718         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4719         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4720         if (parent) {
4721                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4722                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4723         }
4724         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4725                 memcg->use_hierarchy = true;
4726                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
4727                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
4728                 page_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4729                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
4730                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
4731         } else {
4732                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
4733                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
4734                 page_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4735                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
4736                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
4737                 /*
4738                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
4739                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
4740                  * unfortunate state in our controller.
4741                  */
4742                 if (parent != root_mem_cgroup)
4743                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
4744         }
4745
4746         /* The following stuff does not apply to the root */
4747         if (!parent) {
4748                 root_mem_cgroup = memcg;
4749                 return &memcg->css;
4750         }
4751
4752         error = memcg_online_kmem(memcg);
4753         if (error)
4754                 goto fail;
4755
4756         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4757                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4758
4759         return &memcg->css;
4760 fail:
4761         mem_cgroup_id_remove(memcg);
4762         mem_cgroup_free(memcg);
4763         return ERR_PTR(-ENOMEM);
4764 }
4765
4766 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
4767 {
4768         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4769
4770         /*
4771          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
4772          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
4773          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
4774          */
4775         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
4776                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
4777                 return -ENOMEM;
4778         }
4779
4780         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
4781         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
4782         css_get(css);
4783         return 0;
4784 }
4785
4786 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
4787 {
4788         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4789         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
4790
4791         /*
4792          * Unregister events and notify userspace.
4793          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
4794          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
4795          */
4796         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4797         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
4798                 list_del_init(&event->list);
4799                 schedule_work(&event->remove);
4800         }
4801         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4802
4803         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4804         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4805
4806         memcg_offline_kmem(memcg);
4807         wb_memcg_offline(memcg);
4808
4809         drain_all_stock(memcg);
4810
4811         mem_cgroup_id_put(memcg);
4812 }
4813
4814 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
4815 {
4816         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4817
4818         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
4819 }
4820
4821 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
4822 {
4823         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4824
4825         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
4826                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4827
4828         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
4829                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
4830
4831         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
4832         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
4833         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4834         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
4835         memcg_free_kmem(memcg);
4836         mem_cgroup_free(memcg);
4837 }
4838
4839 /**
4840  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
4841  * @css: the target css
4842  *
4843  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
4844  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
4845  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
4846  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
4847  * made visible again.
4848  *
4849  * The current implementation only resets the essential configurations.
4850  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
4851  */
4852 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
4853 {
4854         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4855
4856         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
4857         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
4858         page_counter_set_max(&memcg->memsw, PAGE_COUNTER_MAX);
4859         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4860         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
4861         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
4862         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
4863         memcg->high = PAGE_COUNTER_MAX;
4864         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
4865         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
4866 }
4867
4868 #ifdef CONFIG_MMU
4869 /* Handlers for move charge at task migration. */
4870 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4871 {
4872         int ret;
4873
4874         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
4875         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
4876         if (!ret) {
4877                 mc.precharge += count;
4878                 return ret;
4879         }
4880
4881         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
4882         while (count--) {
4883                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
4884                 if (ret)
4885                         return ret;
4886                 mc.precharge++;
4887                 cond_resched();
4888         }
4889         return 0;
4890 }
4891
4892 union mc_target {
4893         struct page     *page;
4894         swp_entry_t     ent;
4895 };
4896
4897 enum mc_target_type {
4898         MC_TARGET_NONE = 0,
4899         MC_TARGET_PAGE,
4900         MC_TARGET_SWAP,
4901         MC_TARGET_DEVICE,
4902 };
4903
4904 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
4905                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
4906 {
4907         struct page *page = _vm_normal_page(vma, addr, ptent, true);
4908
4909         if (!page || !page_mapped(page))
4910                 return NULL;
4911         if (PageAnon(page)) {
4912                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
4913                         return NULL;
4914         } else {
4915                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4916                         return NULL;
4917         }
4918         if (!get_page_unless_zero(page))
4919                 return NULL;
4920
4921         return page;
4922 }
4923
4924 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
4925 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4926                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4927 {
4928         struct page *page = NULL;
4929         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
4930
4931         if (!(mc.flags & MOVE_ANON) || non_swap_entry(ent))
4932                 return NULL;
4933
4934         /*
4935          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
4936          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
4937          * as special swap entry in the CPU page table.
4938          */
4939         if (is_device_private_entry(ent)) {
4940                 page = device_private_entry_to_page(ent);
4941                 /*
4942                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
4943                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
4944                  */
4945                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
4946                         return NULL;
4947                 return page;
4948         }
4949
4950         /*
4951          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
4952          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
4953          */
4954         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
4955         if (do_memsw_account())
4956                 entry->val = ent.val;
4957
4958         return page;
4959 }
4960 #else
4961 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
4962                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4963 {
4964         return NULL;
4965 }
4966 #endif
4967
4968 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
4969                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
4970 {
4971         struct page *page = NULL;
4972         struct address_space *mapping;
4973         pgoff_t pgoff;
4974
4975         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
4976                 return NULL;
4977         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
4978                 return NULL;
4979
4980         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
4981         pgoff = linear_page_index(vma, addr);
4982
4983         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
4984 #ifdef CONFIG_SWAP
4985         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
4986         if (shmem_mapping(mapping)) {
4987                 page = find_get_entry(mapping, pgoff);
4988                 if (xa_is_value(page)) {
4989                         swp_entry_t swp = radix_to_swp_entry(page);
4990                         if (do_memsw_account())
4991                                 *entry = swp;
4992                         page = find_get_page(swap_address_space(swp),
4993                                              swp_offset(swp));
4994                 }
4995         } else
4996                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
4997 #else
4998         page = find_get_page(mapping, pgoff);
4999 #endif
5000         return page;
5001 }
5002
5003 /**
5004  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5005  * @page: the page
5006  * @compound: charge the page as compound or small page
5007  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5008  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5009  *
5010  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5011  *
5012  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5013  * from old cgroup.
5014  */
5015 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5016                                    bool compound,
5017                                    struct mem_cgroup *from,
5018                                    struct mem_cgroup *to)
5019 {
5020         unsigned long flags;
5021         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
5022         int ret;
5023         bool anon;
5024
5025         VM_BUG_ON(from == to);
5026         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5027         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5028
5029         /*
5030          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5031          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5032          */
5033         ret = -EBUSY;
5034         if (!trylock_page(page))
5035                 goto out;
5036
5037         ret = -EINVAL;
5038         if (page->mem_cgroup != from)
5039                 goto out_unlock;
5040
5041         anon = PageAnon(page);
5042
5043         spin_lock_irqsave(&from->move_lock, flags);
5044
5045         if (!anon && page_mapped(page)) {
5046                 __mod_memcg_state(from, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5047                 __mod_memcg_state(to, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5048         }
5049
5050         /*
5051          * move_lock grabbed above and caller set from->moving_account, so
5052          * mod_memcg_page_state will serialize updates to PageDirty.
5053          * So mapping should be stable for dirty pages.
5054          */
5055         if (!anon && PageDirty(page)) {
5056                 struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5057
5058                 if (mapping_cap_account_dirty(mapping)) {
5059                         __mod_memcg_state(from, NR_FILE_DIRTY, -nr_pages);
5060                         __mod_memcg_state(to, NR_FILE_DIRTY, nr_pages);
5061                 }
5062         }
5063
5064         if (PageWriteback(page)) {
5065                 __mod_memcg_state(from, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5066                 __mod_memcg_state(to, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5067         }
5068
5069         /*
5070          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5071          * is referenced, charged, and isolated - we can't race with
5072          * uncharging, charging, migration, or LRU putback.
5073          */
5074
5075         /* caller should have done css_get */
5076         page->mem_cgroup = to;
5077         spin_unlock_irqrestore(&from->move_lock, flags);
5078
5079         ret = 0;
5080
5081         local_irq_disable();
5082         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, compound, nr_pages);
5083         memcg_check_events(to, page);
5084         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, compound, -nr_pages);
5085         memcg_check_events(from, page);
5086         local_irq_enable();
5087 out_unlock:
5088         unlock_page(page);
5089 out:
5090         return ret;
5091 }
5092
5093 /**
5094  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5095  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5096  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5097  * @ptent: the pte to be checked
5098  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5099  *
5100  * Returns
5101  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5102  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5103  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5104  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5105  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5106  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5107  *     in target->ent.
5108  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PUBLIC
5109  *     or MEMORY_DEVICE_PRIVATE (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5110  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5111  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5112  *     regular page.
5113  *
5114  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5115  *
5116  * Called with pte lock held.
5117  */
5118
5119 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5120                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5121 {
5122         struct page *page = NULL;
5123         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5124         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5125
5126         if (pte_present(ptent))
5127                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5128         else if (is_swap_pte(ptent))
5129                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5130         else if (pte_none(ptent))
5131                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5132
5133         if (!page && !ent.val)
5134                 return ret;
5135         if (page) {
5136                 /*
5137                  * Do only loose check w/o serialization.
5138                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5139                  * not under LRU exclusion.
5140                  */
5141                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5142                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5143                         if (is_device_private_page(page) ||
5144                             is_device_public_page(page))
5145                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5146                         if (target)
5147                                 target->page = page;
5148                 }
5149                 if (!ret || !target)
5150                         put_page(page);
5151         }
5152         /*
5153          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5154          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5155          */
5156         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5157             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5158                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5159                 if (target)
5160                         target->ent = ent;
5161         }
5162         return ret;
5163 }
5164
5165 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5166 /*
5167  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5168  * not support them for now.
5169  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5170  */
5171 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5172                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5173 {
5174         struct page *page = NULL;
5175         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5176
5177         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5178                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5179                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5180                 return ret;
5181         }
5182         page = pmd_page(pmd);
5183         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5184         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5185                 return ret;
5186         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5187                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5188                 if (target) {
5189                         get_page(page);
5190                         target->page = page;
5191                 }
5192         }
5193         return ret;
5194 }
5195 #else
5196 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5197                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5198 {
5199         return MC_TARGET_NONE;
5200 }
5201 #endif
5202
5203 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5204                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5205                                         struct mm_walk *walk)
5206 {
5207         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5208         pte_t *pte;
5209         spinlock_t *ptl;
5210
5211         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5212         if (ptl) {
5213                 /*
5214                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5215                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PUBLIC or
5216                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE but this might change.
5217                  */
5218                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5219                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5220                 spin_unlock(ptl);
5221                 return 0;
5222         }
5223
5224         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5225                 return 0;
5226         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5227         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5228                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5229                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5230         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5231         cond_resched();
5232
5233         return 0;
5234 }
5235
5236 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5237 {
5238         unsigned long precharge;
5239
5240         struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5241                 .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5242                 .mm = mm,
5243         };
5244         down_read(&mm->mmap_sem);
5245         walk_page_range(0, mm->highest_vm_end,
5246                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5247         up_read(&mm->mmap_sem);
5248
5249         precharge = mc.precharge;
5250         mc.precharge = 0;
5251
5252         return precharge;
5253 }
5254
5255 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5256 {
5257         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5258
5259         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5260         mc.moving_task = current;
5261         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5262 }
5263
5264 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5265 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5266 {
5267         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5268         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5269
5270         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5271         if (mc.precharge) {
5272                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5273                 mc.precharge = 0;
5274         }
5275         /*
5276          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5277          * we must uncharge here.
5278          */
5279         if (mc.moved_charge) {
5280                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5281                 mc.moved_charge = 0;
5282         }
5283         /* we must fixup refcnts and charges */
5284         if (mc.moved_swap) {
5285                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5286                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5287                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5288
5289                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5290
5291                 /*
5292                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5293                  * should uncharge to->memory.
5294                  */
5295                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5296                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5297
5298                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, mc.moved_swap);
5299                 css_put_many(&mc.to->css, mc.moved_swap);
5300
5301                 mc.moved_swap = 0;
5302         }
5303         memcg_oom_recover(from);
5304         memcg_oom_recover(to);
5305         wake_up_all(&mc.waitq);
5306 }
5307
5308 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5309 {
5310         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5311
5312         /*
5313          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5314          * task migration.
5315          */
5316         mc.moving_task = NULL;
5317         __mem_cgroup_clear_mc();
5318         spin_lock(&mc.lock);
5319         mc.from = NULL;
5320         mc.to = NULL;
5321         mc.mm = NULL;
5322         spin_unlock(&mc.lock);
5323
5324         mmput(mm);
5325 }
5326
5327 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5328 {
5329         struct cgroup_subsys_state *css;
5330         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5331         struct mem_cgroup *from;
5332         struct task_struct *leader, *p;
5333         struct mm_struct *mm;
5334         unsigned long move_flags;
5335         int ret = 0;
5336
5337         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5338         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5339                 return 0;
5340
5341         /*
5342          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5343          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5344          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5345          * multiple.
5346          */
5347         p = NULL;
5348         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5349                 WARN_ON_ONCE(p);
5350                 p = leader;
5351                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5352         }
5353         if (!p)
5354                 return 0;
5355
5356         /*
5357          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5358          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5359          * So we need to save it, and keep it going.
5360          */
5361         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5362         if (!move_flags)
5363                 return 0;
5364
5365         from = mem_cgroup_from_task(p);
5366
5367         VM_BUG_ON(from == memcg);
5368
5369         mm = get_task_mm(p);
5370         if (!mm)
5371                 return 0;
5372         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5373         if (mm->owner == p) {
5374                 VM_BUG_ON(mc.from);
5375                 VM_BUG_ON(mc.to);
5376                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5377                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5378                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5379
5380                 spin_lock(&mc.lock);
5381                 mc.mm = mm;
5382                 mc.from = from;
5383                 mc.to = memcg;
5384                 mc.flags = move_flags;
5385                 spin_unlock(&mc.lock);
5386                 /* We set mc.moving_task later */
5387
5388                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5389                 if (ret)
5390                         mem_cgroup_clear_mc();
5391         } else {
5392                 mmput(mm);
5393         }
5394         return ret;
5395 }
5396
5397 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5398 {
5399         if (mc.to)
5400                 mem_cgroup_clear_mc();
5401 }
5402
5403 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5404                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5405                                 struct mm_walk *walk)
5406 {
5407         int ret = 0;
5408         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5409         pte_t *pte;
5410         spinlock_t *ptl;
5411         enum mc_target_type target_type;
5412         union mc_target target;
5413         struct page *page;
5414
5415         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5416         if (ptl) {
5417                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5418                         spin_unlock(ptl);
5419                         return 0;
5420                 }
5421                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5422                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5423                         page = target.page;
5424                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5425                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5426                                                              mc.from, mc.to)) {
5427                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5428                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5429                                 }
5430                                 putback_lru_page(page);
5431                         }
5432                         put_page(page);
5433                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
5434                         page = target.page;
5435                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5436                                                      mc.from, mc.to)) {
5437                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5438                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5439                         }
5440                         put_page(page);
5441                 }
5442                 spin_unlock(ptl);
5443                 return 0;
5444         }
5445
5446         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5447                 return 0;
5448 retry:
5449         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5450         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5451                 pte_t ptent = *(pte++);
5452                 bool device = false;
5453                 swp_entry_t ent;
5454
5455                 if (!mc.precharge)
5456                         break;
5457
5458                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5459                 case MC_TARGET_DEVICE:
5460                         device = true;
5461                         /* fall through */
5462                 case MC_TARGET_PAGE:
5463                         page = target.page;
5464                         /*
5465                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
5466                          * can be done but it would be too convoluted so simply
5467                          * ignore such a partial THP and keep it in original
5468                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
5469                          */
5470                         if (PageTransCompound(page))
5471                                 goto put;
5472                         if (!device && isolate_lru_page(page))
5473                                 goto put;
5474                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
5475                                                 mc.from, mc.to)) {
5476                                 mc.precharge--;
5477                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5478                                 mc.moved_charge++;
5479                         }
5480                         if (!device)
5481                                 putback_lru_page(page);
5482 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5483                         put_page(page);
5484                         break;
5485                 case MC_TARGET_SWAP:
5486                         ent = target.ent;
5487                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
5488                                 mc.precharge--;
5489                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5490                                 mc.moved_swap++;
5491                         }
5492                         break;
5493                 default:
5494                         break;
5495                 }
5496         }
5497         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5498         cond_resched();
5499
5500         if (addr != end) {
5501                 /*
5502                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5503                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5504                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5505                  * phase.
5506                  */
5507                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5508                 if (!ret)
5509                         goto retry;
5510         }
5511
5512         return ret;
5513 }
5514
5515 static void mem_cgroup_move_charge(void)
5516 {
5517         struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5518                 .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5519                 .mm = mc.mm,
5520         };
5521
5522         lru_add_drain_all();
5523         /*
5524          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
5525          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
5526          * for already started RCU-only updates to finish.
5527          */
5528         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
5529         synchronize_rcu();
5530 retry:
5531         if (unlikely(!down_read_trylock(&mc.mm->mmap_sem))) {
5532                 /*
5533                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5534                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5535                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5536                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5537                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5538                  */
5539                 __mem_cgroup_clear_mc();
5540                 cond_resched();
5541                 goto retry;
5542         }
5543         /*
5544          * When we have consumed all precharges and failed in doing
5545          * additional charge, the page walk just aborts.
5546          */
5547         walk_page_range(0, mc.mm->highest_vm_end, &mem_cgroup_move_charge_walk);
5548
5549         up_read(&mc.mm->mmap_sem);
5550         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
5551 }
5552
5553 static void mem_cgroup_move_task(void)
5554 {
5555         if (mc.to) {
5556                 mem_cgroup_move_charge();
5557                 mem_cgroup_clear_mc();
5558         }
5559 }
5560 #else   /* !CONFIG_MMU */
5561 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5562 {
5563         return 0;
5564 }
5565 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5566 {
5567 }
5568 static void mem_cgroup_move_task(void)
5569 {
5570 }
5571 #endif
5572
5573 /*
5574  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
5575  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
5576  * attempt.
5577  */
5578 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
5579 {
5580         /*
5581          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
5582          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
5583          * on for the root memcg is enough.
5584          */
5585         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5586                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
5587         else
5588                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
5589 }
5590
5591 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
5592 {
5593         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
5594                 seq_puts(m, "max\n");
5595         else
5596                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
5597
5598         return 0;
5599 }
5600
5601 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
5602                                struct cftype *cft)
5603 {
5604         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5605
5606         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
5607 }
5608
5609 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
5610 {
5611         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5612                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
5613 }
5614
5615 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
5616                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5617 {
5618         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5619         unsigned long min;
5620         int err;
5621
5622         buf = strstrip(buf);
5623         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
5624         if (err)
5625                 return err;
5626
5627         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
5628
5629         return nbytes;
5630 }
5631
5632 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
5633 {
5634         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5635                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
5636 }
5637
5638 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
5639                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5640 {
5641         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5642         unsigned long low;
5643         int err;
5644
5645         buf = strstrip(buf);
5646         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
5647         if (err)
5648                 return err;
5649
5650         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
5651
5652         return nbytes;
5653 }
5654
5655 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
5656 {
5657         return seq_puts_memcg_tunable(m, READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->high));
5658 }
5659
5660 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
5661                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5662 {
5663         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5664         unsigned long nr_pages;
5665         unsigned long high;
5666         int err;
5667
5668         buf = strstrip(buf);
5669         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
5670         if (err)
5671                 return err;
5672
5673         memcg->high = high;
5674
5675         nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5676         if (nr_pages > high)
5677                 try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
5678                                              GFP_KERNEL, true);
5679
5680         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5681         return nbytes;
5682 }
5683
5684 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
5685 {
5686         return seq_puts_memcg_tunable(m,
5687                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
5688 }
5689
5690 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
5691                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5692 {
5693         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5694         unsigned int nr_reclaims = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
5695         bool drained = false;
5696         unsigned long max;
5697         int err;
5698
5699         buf = strstrip(buf);
5700         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
5701         if (err)
5702                 return err;
5703
5704         xchg(&memcg->memory.max, max);
5705
5706         for (;;) {
5707                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
5708
5709                 if (nr_pages <= max)
5710                         break;
5711
5712                 if (signal_pending(current)) {
5713                         err = -EINTR;
5714                         break;
5715                 }
5716
5717                 if (!drained) {
5718                         drain_all_stock(memcg);
5719                         drained = true;
5720                         continue;
5721                 }
5722
5723                 if (nr_reclaims) {
5724                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
5725                                                           GFP_KERNEL, true))
5726                                 nr_reclaims--;
5727                         continue;
5728                 }
5729
5730                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
5731                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
5732                         break;
5733         }
5734
5735         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5736         return nbytes;
5737 }
5738
5739 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
5740 {
5741         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
5742         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
5743         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
5744         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
5745         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
5746                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
5747 }
5748
5749 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
5750 {
5751         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5752
5753         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
5754         return 0;
5755 }
5756
5757 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
5758 {
5759         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5760
5761         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
5762         return 0;
5763 }
5764
5765 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
5766 {
5767         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5768         char *buf;
5769
5770         buf = memory_stat_format(memcg);
5771         if (!buf)
5772                 return -ENOMEM;
5773         seq_puts(m, buf);
5774         kfree(buf);
5775         return 0;
5776 }
5777
5778 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
5779 {
5780         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
5781
5782         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
5783
5784         return 0;
5785 }
5786
5787 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
5788                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5789 {
5790         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
5791         int ret, oom_group;
5792
5793         buf = strstrip(buf);
5794         if (!buf)
5795                 return -EINVAL;
5796
5797         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
5798         if (ret)
5799                 return ret;
5800
5801         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
5802                 return -EINVAL;
5803
5804         memcg->oom_group = oom_group;
5805
5806         return nbytes;
5807 }
5808
5809 static struct cftype memory_files[] = {
5810         {
5811                 .name = "current",
5812                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5813                 .read_u64 = memory_current_read,
5814         },
5815         {
5816                 .name = "min",
5817                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5818                 .seq_show = memory_min_show,
5819                 .write = memory_min_write,
5820         },
5821         {
5822                 .name = "low",
5823                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5824                 .seq_show = memory_low_show,
5825                 .write = memory_low_write,
5826         },
5827         {
5828                 .name = "high",
5829                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5830                 .seq_show = memory_high_show,
5831                 .write = memory_high_write,
5832         },
5833         {
5834                 .name = "max",
5835                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5836                 .seq_show = memory_max_show,
5837                 .write = memory_max_write,
5838         },
5839         {
5840                 .name = "events",
5841                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5842                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
5843                 .seq_show = memory_events_show,
5844         },
5845         {
5846                 .name = "events.local",
5847                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5848                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
5849                 .seq_show = memory_events_local_show,
5850         },
5851         {
5852                 .name = "stat",
5853                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
5854                 .seq_show = memory_stat_show,
5855         },
5856         {
5857                 .name = "oom.group",
5858                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
5859                 .seq_show = memory_oom_group_show,
5860                 .write = memory_oom_group_write,
5861         },
5862         { }     /* terminate */
5863 };
5864
5865 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
5866         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
5867         .css_online = mem_cgroup_css_online,
5868         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
5869         .css_released = mem_cgroup_css_released,
5870         .css_free = mem_cgroup_css_free,
5871         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
5872         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5873         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5874         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
5875         .bind = mem_cgroup_bind,
5876         .dfl_cftypes = memory_files,
5877         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
5878         .early_init = 0,
5879 };
5880
5881 /**
5882  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
5883  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
5884  * @memcg: the memory cgroup to check
5885  *
5886  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
5887  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
5888  *
5889  * Returns one of the following:
5890  *   MEMCG_PROT_NONE: cgroup memory is not protected
5891  *   MEMCG_PROT_LOW: cgroup memory is protected as long there is
5892  *     an unprotected supply of reclaimable memory from other cgroups.
5893  *   MEMCG_PROT_MIN: cgroup memory is protected
5894  *
5895  * @root is exclusive; it is never protected when looked at directly
5896  *
5897  * To provide a proper hierarchical behavior, effective memory.min/low values
5898  * are used. Below is the description of how effective memory.low is calculated.
5899  * Effective memory.min values is calculated in the same way.
5900  *
5901  * Effective memory.low is always equal or less than the original memory.low.
5902  * If there is no memory.low overcommittment (which is always true for
5903  * top-level memory cgroups), these two values are equal.
5904  * Otherwise, it's a part of parent's effective memory.low,
5905  * calculated as a cgroup's memory.low usage divided by sum of sibling's
5906  * memory.low usages, where memory.low usage is the size of actually
5907  * protected memory.
5908  *
5909  *                                             low_usage
5910  * elow = min( memory.low, parent->elow * ------------------ ),
5911  *                                        siblings_low_usage
5912  *
5913  *             | memory.current, if memory.current < memory.low
5914  * low_usage = |
5915  *             | 0, otherwise.
5916  *
5917  *
5918  * Such definition of the effective memory.low provides the expected
5919  * hierarchical behavior: parent's memory.low value is limiting
5920  * children, unprotected memory is reclaimed first and cgroups,
5921  * which are not using their guarantee do not affect actual memory
5922  * distribution.
5923  *
5924  * For example, if there are memcgs A, A/B, A/C, A/D and A/E:
5925  *
5926  *     A      A/memory.low = 2G, A/memory.current = 6G
5927  *    //\\
5928  *   BC  DE   B/memory.low = 3G  B/memory.current = 2G
5929  *            C/memory.low = 1G  C/memory.current = 2G
5930  *            D/memory.low = 0   D/memory.current = 2G
5931  *            E/memory.low = 10G E/memory.current = 0
5932  *
5933  * and the memory pressure is applied, the following memory distribution
5934  * is expected (approximately):
5935  *
5936  *     A/memory.current = 2G
5937  *
5938  *     B/memory.current = 1.3G
5939  *     C/memory.current = 0.6G
5940  *     D/memory.current = 0
5941  *     E/memory.current = 0
5942  *
5943  * These calculations require constant tracking of the actual low usages
5944  * (see propagate_protected_usage()), as well as recursive calculation of
5945  * effective memory.low values. But as we do call mem_cgroup_protected()
5946  * path for each memory cgroup top-down from the reclaim,
5947  * it's possible to optimize this part, and save calculated elow
5948  * for next usage. This part is intentionally racy, but it's ok,
5949  * as memory.low is a best-effort mechanism.
5950  */
5951 enum mem_cgroup_protection mem_cgroup_protected(struct mem_cgroup *root,
5952                                                 struct mem_cgroup *memcg)
5953 {
5954         struct mem_cgroup *parent;
5955         unsigned long emin, parent_emin;
5956         unsigned long elow, parent_elow;
5957         unsigned long usage;
5958
5959         if (mem_cgroup_disabled())
5960                 return MEMCG_PROT_NONE;
5961
5962         if (!root)
5963                 root = root_mem_cgroup;
5964         if (memcg == root)
5965                 return MEMCG_PROT_NONE;
5966
5967         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
5968         if (!usage)
5969                 return MEMCG_PROT_NONE;
5970
5971         emin = memcg->memory.min;
5972         elow = memcg->memory.low;
5973
5974         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5975         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
5976         if (!parent)
5977                 return MEMCG_PROT_NONE;
5978
5979         if (parent == root)
5980                 goto exit;
5981
5982         parent_emin = READ_ONCE(parent->memory.emin);
5983         emin = min(emin, parent_emin);
5984         if (emin && parent_emin) {
5985                 unsigned long min_usage, siblings_min_usage;
5986
5987                 min_usage = min(usage, memcg->memory.min);
5988                 siblings_min_usage = atomic_long_read(
5989                         &parent->memory.children_min_usage);
5990
5991                 if (min_usage && siblings_min_usage)
5992                         emin = min(emin, parent_emin * min_usage /
5993                                    siblings_min_usage);
5994         }
5995
5996         parent_elow = READ_ONCE(parent->memory.elow);
5997         elow = min(elow, parent_elow);
5998         if (elow && parent_elow) {
5999                 unsigned long low_usage, siblings_low_usage;
6000
6001                 low_usage = min(usage, memcg->memory.low);
6002                 siblings_low_usage = atomic_long_read(
6003                         &parent->memory.children_low_usage);
6004
6005                 if (low_usage && siblings_low_usage)
6006                         elow = min(elow, parent_elow * low_usage /
6007                                    siblings_low_usage);
6008         }
6009
6010 exit:
6011         memcg->memory.emin = emin;
6012         memcg->memory.elow = elow;
6013
6014         if (usage <= emin)
6015                 return MEMCG_PROT_MIN;
6016         else if (usage <= elow)
6017                 return MEMCG_PROT_LOW;
6018         else
6019                 return MEMCG_PROT_NONE;
6020 }
6021
6022 /**
6023  * mem_cgroup_try_charge - try charging a page
6024  * @page: page to charge
6025  * @mm: mm context of the victim
6026  * @gfp_mask: reclaim mode
6027  * @memcgp: charged memcg return
6028  * @compound: charge the page as compound or small page
6029  *
6030  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6031  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6032  *
6033  * Returns 0 on success, with *@memcgp pointing to the charged memcg.
6034  * Otherwise, an error code is returned.
6035  *
6036  * After page->mapping has been set up, the caller must finalize the
6037  * charge with mem_cgroup_commit_charge().  Or abort the transaction
6038  * with mem_cgroup_cancel_charge() in case page instantiation fails.
6039  */
6040 int mem_cgroup_try_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6041                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6042                           bool compound)
6043 {
6044         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6045         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6046         int ret = 0;
6047
6048         if (mem_cgroup_disabled())
6049                 goto out;
6050
6051         if (PageSwapCache(page)) {
6052                 /*
6053                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6054                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6055                  * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
6056                  * the page lock, which serializes swap cache removal, which
6057                  * in turn serializes uncharging.
6058                  */
6059                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6060                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6061                         goto out;
6062
6063                 if (do_swap_account) {
6064                         swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6065                         unsigned short id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6066
6067                         rcu_read_lock();
6068                         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6069                         if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6070                                 memcg = NULL;
6071                         rcu_read_unlock();
6072                 }
6073         }
6074
6075         if (!memcg)
6076                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6077
6078         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6079
6080         css_put(&memcg->css);
6081 out:
6082         *memcgp = memcg;
6083         return ret;
6084 }
6085
6086 int mem_cgroup_try_charge_delay(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6087                           gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp,
6088                           bool compound)
6089 {
6090         struct mem_cgroup *memcg;
6091         int ret;
6092
6093         ret = mem_cgroup_try_charge(page, mm, gfp_mask, memcgp, compound);
6094         memcg = *memcgp;
6095         mem_cgroup_throttle_swaprate(memcg, page_to_nid(page), gfp_mask);
6096         return ret;
6097 }
6098
6099 /**
6100  * mem_cgroup_commit_charge - commit a page charge
6101  * @page: page to charge
6102  * @memcg: memcg to charge the page to
6103  * @lrucare: page might be on LRU already
6104  * @compound: charge the page as compound or small page
6105  *
6106  * Finalize a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge(),
6107  * after page->mapping has been set up.  This must happen atomically
6108  * as part of the page instantiation, i.e. under the page table lock
6109  * for anonymous pages, under the page lock for page and swap cache.
6110  *
6111  * In addition, the page must not be on the LRU during the commit, to
6112  * prevent racing with task migration.  If it might be, use @lrucare.
6113  *
6114  * Use mem_cgroup_cancel_charge() to cancel the transaction instead.
6115  */
6116 void mem_cgroup_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6117                               bool lrucare, bool compound)
6118 {
6119         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6120
6121         VM_BUG_ON_PAGE(!page->mapping, page);
6122         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page) && !lrucare, page);
6123
6124         if (mem_cgroup_disabled())
6125                 return;
6126         /*
6127          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6128          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6129          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6130          */
6131         if (!memcg)
6132                 return;
6133
6134         commit_charge(page, memcg, lrucare);
6135
6136         local_irq_disable();
6137         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, compound, nr_pages);
6138         memcg_check_events(memcg, page);
6139         local_irq_enable();
6140
6141         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6142                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6143                 /*
6144                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6145                  * let's not wait for it.  The page already received a
6146                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6147                  */
6148                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6149         }
6150 }
6151
6152 /**
6153  * mem_cgroup_cancel_charge - cancel a page charge
6154  * @page: page to charge
6155  * @memcg: memcg to charge the page to
6156  * @compound: charge the page as compound or small page
6157  *
6158  * Cancel a charge transaction started by mem_cgroup_try_charge().
6159  */
6160 void mem_cgroup_cancel_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
6161                 bool compound)
6162 {
6163         unsigned int nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(page) : 1;
6164
6165         if (mem_cgroup_disabled())
6166                 return;
6167         /*
6168          * Swap faults will attempt to charge the same page multiple
6169          * times.  But reuse_swap_page() might have removed the page
6170          * from swapcache already, so we can't check PageSwapCache().
6171          */
6172         if (!memcg)
6173                 return;
6174
6175         cancel_charge(memcg, nr_pages);
6176 }
6177
6178 struct uncharge_gather {
6179         struct mem_cgroup *memcg;
6180         unsigned long pgpgout;
6181         unsigned long nr_anon;
6182         unsigned long nr_file;
6183         unsigned long nr_kmem;
6184         unsigned long nr_huge;
6185         unsigned long nr_shmem;
6186         struct page *dummy_page;
6187 };
6188
6189 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6190 {
6191         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6192 }
6193
6194 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6195 {
6196         unsigned long nr_pages = ug->nr_anon + ug->nr_file + ug->nr_kmem;
6197         unsigned long flags;
6198
6199         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6200                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, nr_pages);
6201                 if (do_memsw_account())
6202                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, nr_pages);
6203                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6204                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6205                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6206         }
6207
6208         local_irq_save(flags);
6209         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS, -ug->nr_anon);
6210         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_CACHE, -ug->nr_file);
6211         __mod_memcg_state(ug->memcg, MEMCG_RSS_HUGE, -ug->nr_huge);
6212         __mod_memcg_state(ug->memcg, NR_SHMEM, -ug->nr_shmem);
6213         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6214         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
6215         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6216         local_irq_restore(flags);
6217
6218         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg))
6219                 css_put_many(&ug->memcg->css, nr_pages);
6220 }
6221
6222 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6223 {
6224         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6225         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page) && !is_zone_device_page(page) &&
6226                         !PageHWPoison(page) , page);
6227
6228         if (!page->mem_cgroup)
6229                 return;
6230
6231         /*
6232          * Nobody should be changing or seriously looking at
6233          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6234          * exclusive access to the page.
6235          */
6236
6237         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6238                 if (ug->memcg) {
6239                         uncharge_batch(ug);
6240                         uncharge_gather_clear(ug);
6241                 }
6242                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6243         }
6244
6245         if (!PageKmemcg(page)) {
6246                 unsigned int nr_pages = 1;
6247
6248                 if (PageTransHuge(page)) {
6249                         nr_pages <<= compound_order(page);
6250                         ug->nr_huge += nr_pages;
6251                 }
6252                 if (PageAnon(page))
6253                         ug->nr_anon += nr_pages;
6254                 else {
6255                         ug->nr_file += nr_pages;
6256                         if (PageSwapBacked(page))
6257                                 ug->nr_shmem += nr_pages;
6258                 }
6259                 ug->pgpgout++;
6260         } else {
6261                 ug->nr_kmem += 1 << compound_order(page);
6262                 __ClearPageKmemcg(page);
6263         }
6264
6265         ug->dummy_page = page;
6266         page->mem_cgroup = NULL;
6267 }
6268
6269 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6270 {
6271         struct uncharge_gather ug;
6272         struct list_head *next;
6273
6274         uncharge_gather_clear(&ug);
6275
6276         /*
6277          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6278          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6279          */
6280         next = page_list->next;
6281         do {
6282                 struct page *page;
6283
6284                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6285                 next = page->lru.next;
6286
6287                 uncharge_page(page, &ug);
6288         } while (next != page_list);
6289
6290         if (ug.memcg)
6291                 uncharge_batch(&ug);
6292 }
6293
6294 /**
6295  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6296  * @page: page to uncharge
6297  *
6298  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_try_charge() and
6299  * mem_cgroup_commit_charge().
6300  */
6301 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6302 {
6303         struct uncharge_gather ug;
6304
6305         if (mem_cgroup_disabled())
6306                 return;
6307
6308         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6309         if (!page->mem_cgroup)
6310                 return;
6311
6312         uncharge_gather_clear(&ug);
6313         uncharge_page(page, &ug);
6314         uncharge_batch(&ug);
6315 }
6316
6317 /**
6318  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6319  * @page_list: list of pages to uncharge
6320  *
6321  * Uncharge a list of pages previously charged with
6322  * mem_cgroup_try_charge() and mem_cgroup_commit_charge().
6323  */
6324 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6325 {
6326         if (mem_cgroup_disabled())
6327                 return;
6328
6329         if (!list_empty(page_list))
6330                 uncharge_list(page_list);
6331 }
6332
6333 /**
6334  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6335  * @oldpage: currently circulating page
6336  * @newpage: replacement page
6337  *
6338  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6339  * be uncharged upon free.
6340  *
6341  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6342  */
6343 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6344 {
6345         struct mem_cgroup *memcg;
6346         unsigned int nr_pages;
6347         bool compound;
6348         unsigned long flags;
6349
6350         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6351         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6352         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6353         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6354                        newpage);
6355
6356         if (mem_cgroup_disabled())
6357                 return;
6358
6359         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6360         if (newpage->mem_cgroup)
6361                 return;
6362
6363         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
6364         memcg = oldpage->mem_cgroup;
6365         if (!memcg)
6366                 return;
6367
6368         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6369         compound = PageTransHuge(newpage);
6370         nr_pages = compound ? hpage_nr_pages(newpage) : 1;
6371
6372         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6373         if (do_memsw_account())
6374                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6375         css_get_many(&memcg->css, nr_pages);
6376
6377         commit_charge(newpage, memcg, false);
6378
6379         local_irq_save(flags);
6380         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, compound, nr_pages);
6381         memcg_check_events(memcg, newpage);
6382         local_irq_restore(flags);
6383 }
6384
6385 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6386 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6387
6388 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6389 {
6390         struct mem_cgroup *memcg;
6391
6392         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6393                 return;
6394
6395         /*
6396          * Socket cloning can throw us here with sk_memcg already
6397          * filled. It won't however, necessarily happen from
6398          * process context. So the test for root memcg given
6399          * the current task's memcg won't help us in this case.
6400          *
6401          * Respecting the original socket's memcg is a better
6402          * decision in this case.
6403          */
6404         if (sk->sk_memcg) {
6405                 css_get(&sk->sk_memcg->css);
6406                 return;
6407         }
6408
6409         rcu_read_lock();
6410         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6411         if (memcg == root_mem_cgroup)
6412                 goto out;
6413         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6414                 goto out;
6415         if (css_tryget_online(&memcg->css))
6416                 sk->sk_memcg = memcg;
6417 out:
6418         rcu_read_unlock();
6419 }
6420
6421 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6422 {
6423         if (sk->sk_memcg)
6424                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6425 }
6426
6427 /**
6428  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6429  * @memcg: memcg to charge
6430  * @nr_pages: number of pages to charge
6431  *
6432  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6433  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6434  */
6435 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6436 {
6437         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6438
6439         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6440                 struct page_counter *fail;
6441
6442                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6443                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6444                         return true;
6445                 }
6446                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6447                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6448                 return false;
6449         }
6450
6451         /* Don't block in the packet receive path */
6452         if (in_softirq())
6453                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6454
6455         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6456
6457         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6458                 return true;
6459
6460         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6461         return false;
6462 }
6463
6464 /**
6465  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6466  * @memcg: memcg to uncharge
6467  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6468  */
6469 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6470 {
6471         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6472                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6473                 return;
6474         }
6475
6476         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
6477
6478         refill_stock(memcg, nr_pages);
6479 }
6480
6481 static int __init cgroup_memory(char *s)
6482 {
6483         char *token;
6484
6485         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
6486                 if (!*token)
6487                         continue;
6488                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
6489                         cgroup_memory_nosocket = true;
6490                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
6491                         cgroup_memory_nokmem = true;
6492         }
6493         return 0;
6494 }
6495 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
6496
6497 /*
6498  * subsys_initcall() for memory controller.
6499  *
6500  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
6501  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
6502  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
6503  * should be initialized from here.
6504  */
6505 static int __init mem_cgroup_init(void)
6506 {
6507         int cpu, node;
6508
6509 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6510         /*
6511          * Kmem cache creation is mostly done with the slab_mutex held,
6512          * so use a workqueue with limited concurrency to avoid stalling
6513          * all worker threads in case lots of cgroups are created and
6514          * destroyed simultaneously.
6515          */
6516         memcg_kmem_cache_wq = alloc_workqueue("memcg_kmem_cache", 0, 1);
6517         BUG_ON(!memcg_kmem_cache_wq);
6518 #endif
6519
6520         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
6521                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
6522
6523         for_each_possible_cpu(cpu)
6524                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
6525                           drain_local_stock);
6526
6527         for_each_node(node) {
6528                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
6529
6530                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
6531                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
6532
6533                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
6534                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
6535                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
6536                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
6537         }
6538
6539         return 0;
6540 }
6541 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
6542
6543 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
6544 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
6545 {
6546         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
6547                 /*
6548                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
6549                  * always be >= 1.
6550                  */
6551                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
6552                         VM_BUG_ON(1);
6553                         break;
6554                 }
6555                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
6556                 if (!memcg)
6557                         memcg = root_mem_cgroup;
6558         }
6559         return memcg;
6560 }
6561
6562 /**
6563  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
6564  * @page: page whose memsw charge to transfer
6565  * @entry: swap entry to move the charge to
6566  *
6567  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
6568  */
6569 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
6570 {
6571         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
6572         unsigned int nr_entries;
6573         unsigned short oldid;
6574
6575         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6576         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
6577
6578         if (!do_memsw_account())
6579                 return;
6580
6581         memcg = page->mem_cgroup;
6582
6583         /* Readahead page, never charged */
6584         if (!memcg)
6585                 return;
6586
6587         /*
6588          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
6589          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
6590          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
6591          */
6592         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6593         nr_entries = hpage_nr_pages(page);
6594         /* Get references for the tail pages, too */
6595         if (nr_entries > 1)
6596                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
6597         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
6598                                    nr_entries);
6599         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6600         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
6601
6602         page->mem_cgroup = NULL;
6603
6604         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6605                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
6606
6607         if (memcg != swap_memcg) {
6608                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
6609                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
6610                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
6611         }
6612
6613         /*
6614          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
6615          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
6616          * important here to have the interrupts disabled because it is the
6617          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
6618          */
6619         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
6620         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, PageTransHuge(page),
6621                                      -nr_entries);
6622         memcg_check_events(memcg, page);
6623
6624         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6625                 css_put_many(&memcg->css, nr_entries);
6626 }
6627
6628 /**
6629  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
6630  * @page: page being added to swap
6631  * @entry: swap entry to charge
6632  *
6633  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
6634  *
6635  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
6636  */
6637 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
6638 {
6639         unsigned int nr_pages = hpage_nr_pages(page);
6640         struct page_counter *counter;
6641         struct mem_cgroup *memcg;
6642         unsigned short oldid;
6643
6644         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) || !do_swap_account)
6645                 return 0;
6646
6647         memcg = page->mem_cgroup;
6648
6649         /* Readahead page, never charged */
6650         if (!memcg)
6651                 return 0;
6652
6653         if (!entry.val) {
6654                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6655                 return 0;
6656         }
6657
6658         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
6659
6660         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
6661             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
6662                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
6663                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
6664                 mem_cgroup_id_put(memcg);
6665                 return -ENOMEM;
6666         }
6667
6668         /* Get references for the tail pages, too */
6669         if (nr_pages > 1)
6670                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
6671         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
6672         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
6673         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
6674
6675         return 0;
6676 }
6677
6678 /**
6679  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
6680  * @entry: swap entry to uncharge
6681  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
6682  */
6683 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
6684 {
6685         struct mem_cgroup *memcg;
6686         unsigned short id;
6687
6688         if (!do_swap_account)
6689                 return;
6690
6691         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
6692         rcu_read_lock();
6693         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6694         if (memcg) {
6695                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6696                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6697                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
6698                         else
6699                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
6700                 }
6701                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
6702                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
6703         }
6704         rcu_read_unlock();
6705 }
6706
6707 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
6708 {
6709         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
6710
6711         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6712                 return nr_swap_pages;
6713         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6714                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
6715                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
6716                                       page_counter_read(&memcg->swap));
6717         return nr_swap_pages;
6718 }
6719
6720 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
6721 {
6722         struct mem_cgroup *memcg;
6723
6724         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6725
6726         if (vm_swap_full())
6727                 return true;
6728         if (!do_swap_account || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6729                 return false;
6730
6731         memcg = page->mem_cgroup;
6732         if (!memcg)
6733                 return false;
6734
6735         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
6736                 if (page_counter_read(&memcg->swap) * 2 >= memcg->swap.max)
6737                         return true;
6738
6739         return false;
6740 }
6741
6742 /* for remember boot option*/
6743 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
6744 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
6745 #else
6746 static int really_do_swap_account __initdata;
6747 #endif
6748
6749 static int __init enable_swap_account(char *s)
6750 {
6751         if (!strcmp(s, "1"))
6752                 really_do_swap_account = 1;
6753         else if (!strcmp(s, "0"))
6754                 really_do_swap_account = 0;
6755         return 1;
6756 }
6757 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
6758
6759 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6760                              struct cftype *cft)
6761 {
6762         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6763
6764         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
6765 }
6766
6767 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6768 {
6769         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6770                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
6771 }
6772
6773 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6774                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6775 {
6776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6777         unsigned long max;
6778         int err;
6779
6780         buf = strstrip(buf);
6781         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6782         if (err)
6783                 return err;
6784
6785         xchg(&memcg->swap.max, max);
6786
6787         return nbytes;
6788 }
6789
6790 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6791 {
6792         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6793
6794         seq_printf(m, "max %lu\n",
6795                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
6796         seq_printf(m, "fail %lu\n",
6797                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
6798
6799         return 0;
6800 }
6801
6802 static struct cftype swap_files[] = {
6803         {
6804                 .name = "swap.current",
6805                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6806                 .read_u64 = swap_current_read,
6807         },
6808         {
6809                 .name = "swap.max",
6810                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6811                 .seq_show = swap_max_show,
6812                 .write = swap_max_write,
6813         },
6814         {
6815                 .name = "swap.events",
6816                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6817                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
6818                 .seq_show = swap_events_show,
6819         },
6820         { }     /* terminate */
6821 };
6822
6823 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
6824         {
6825                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
6826                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
6827                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6828         },
6829         {
6830                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
6831                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
6832                 .write = mem_cgroup_reset,
6833                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6834         },
6835         {
6836                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
6837                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
6838                 .write = mem_cgroup_write,
6839                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6840         },
6841         {
6842                 .name = "memsw.failcnt",
6843                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
6844                 .write = mem_cgroup_reset,
6845                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
6846         },
6847         { },    /* terminate */
6848 };
6849
6850 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
6851 {
6852         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account) {
6853                 do_swap_account = 1;
6854                 WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6855                                                swap_files));
6856                 WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys,
6857                                                   memsw_cgroup_files));
6858         }
6859         return 0;
6860 }
6861 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
6862
6863 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */